日本宇宙航空研究开发机构长期规划2006-2025年（一）

为了向世人展示将来日本航天航空领域所应当展示的姿态，并真正能够描绘出它将以一种什么样的姿态开展研究及其研究发展方向，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）制定了这一长期规划，以此作为寻找广大国民和相关各阶层人士理解和支持今后开展航天航空（开发）活动的契机。     

一种带PI总线母板通信的SEM—E模块式航空电子计算机

本文着重叙述以MIL-STD-1750A为基础的任务处理机系统结构。它最早由得克萨斯仪表公司(TI)于1989年3月生产;采用模块间通信用的双重VHSIC第2阶段TM总线和双重VHSIC第2阶段PI总线。任务处理机包括在空气冷却机箱内的18个表面安装SEM-E模块和带18层G10母板的5个高密度电源。系统级接口包括一个模块间通信用的双重PI总线;一个模块间操作测试和维修用的双重TM总线;一个连接外部软件开发平台的IEEE-488接口;两个差分式小型计算机系统接口(SCSI)总线;三个双余度MIL-STD-1553B串行通信总线,和若干离散的数字与模拟I/O接口。 本文介绍了每个基本PI总线消息的所定义的周期序列与系统中这些消息类型的观测周期结构的对比。考察了链接PI总线消息序列的影响。最后介绍了在各种条件下PI总线数据传输量对模块性能的影响。     

GPS／SINS姿态组合系统空间一致性研究

在基于卡尔曼滤波器并引入了姿态观测量的GPS/SINS组合导航系统中,GPS天线体坐标系与IMU所在的载体坐标系由于安装误差或其他原因不能完全重合,两个坐标系间存在失准角,导致多天线GPS与SINS输出的姿态信息在空间不能同步,这将影响卡尔曼滤波的效果。本文针对这一问题进行了深入的研究,分析了两个坐标系空间不一致的机理,给出了静态和动基座情况下标定两个坐标系位置关系的方法并进行仿真分析验证了其可行性。     

动压轴承刚度测量

动压轴承的刚度直接影响陀螺仪表的精度和可靠性，尤其是在径向与轴向刚度下对称时，在过载情况下、会产生不等刚度的误差力矩。因而必须对动压轴承的承载能力、刚度和刚度的对称性进行检查，文中提出了刚度测量的几种设计方案，可以作为设计测试结构的参考。     

三阶段法与活动周期图

对二种离散系统仿真建模方法，三阶段法和活动周期图进行系统的介绍，分析与讨论，指出它们的特点，应用情况及最新发展，三阶段法是分析研究仿真问题的一种世界观，具体反映在仿真软件及模型的程序结构，活动周期图往往与三阶段法一道使用，用于描述系统内实体的逻辑流程，这两种方法的特点使它们成为欧洲，尤其是英国最重要的离散系统仿真建模方法。     

利用星敏感器的卫星自主导航

本课题对利用星敏感器进行卫生自主导航问题作了初步的研究，研究表明，当已知地球大气的星光折射模型，则可利用星光折射的测量或掩星时刻的测量来实现卫生的自主导航，在导航过程中不需要精确的姿态确定，研究报告提出了相应的基本导航算法，讨论了误差的影响，通过数学仿真模拟计算，给出了数值结果，提示了这类导航的若干特点。     

星座碰撞规避的迭代学习构型保持方法CSCD

针对低轨卫星星座运行中地球引力摄动的周期特性,基于迭代学习控制(ILC)方法,提出了星座碰撞规避的迭代学习构型保持方法。该方法由反馈控制和ILC两部分构成,分别抑制卫星运行过程中的非周期摄动和周期摄动对构型保持精度的影响,进而在地球非球形引力摄动未知条件下,通过相对构型的精确保持实现对星座卫星碰撞的有效规避。仿真结果表明,在地球J摄动影响下,与传统反馈控制相比,ILC方法以更小的控制输入实现了轨道保持精度的显著提升,进而在星座卫星轨道高度相近的情形下显著降低了碰撞风险,且控制器可在保证收敛性能的前提下,实现启动时间的灵活选择。     

风洞试验中的视频测量技术现状与应用综述

视频测量（Videogrammetric Measurement,VM）技术因其对试验模型的设计制造无要求,受到国内外风洞试验机构的青睐,本文综述了国外航空航天强国的风洞试验机构所掌握的 VM 技术,并分析了 VM 技术在我国高速暂冲风洞试验中应用所面临的问题,据此中国空气动力研究与发展中心（CARDC）提出了多相机动态标定与基于运动估计的序列图像匹配技术,在暂冲高速风洞高噪声（130 dB 左右）振动环境下,建立了高精度的模型位姿光学测量技术,2米量级高速风洞中的多个应用表明：视频测量的精度高,已用于高速试验模型的姿态与变形测量;另一方面,通过 VM 测量偏折位移场得到光束从摄影中心出发穿过扰流区的光程差,为气动光学效应的研究与测量以及试验模型的壁面流动显示提供新的途径,其光路简单、无需使用价格昂贵的相干光源,因此具有巨大应用前景。     

星图匹配制导中的关键技术

为了提高新一代弹道导弹的快速、机动反击能力和射击精度，采用星光，惯性组合制导足最佳的选择。本论文给出了基于双星敏感器的、星图匹配制导系统的关键技术。提出了根据弹道设计导航星表．极大地简化了弹载星表；提出了一种适用于星光制导的凸多边形箅法，合理地减少了匹配的星对角距数目。这两项技术保证了星图匹配制导技术的实用性。提出了一种分离初始定位、定向误差及平台漂移误差方法。采用凸多边形的星图识别算法可同时获得多颗星的瞬时位置，结合恒星在像平面的位置可解算导弹在赤道惯性系和发射点惯性系的三轴姿态，最后，给出了导弹初始定位、定向误差的数学表达式。仿真结果表明了该方法的有效性。     

卫星轨道保持的分散容错控制

本文基于Ｈ＾∝最估理论和矩阵奇异值分解技术，对卫星轨道保持系统进行了分攻容错控制，提出了容许执行机构故障和传感器故障的两种分散控制律设计方法，可使卫星控制系统具有明显的容错能力。