基于强跟踪UPF的重力梯度辅助定位方法

针对重力梯度辅助定位中,存在重力梯度的强非线性分布及系统模型偏差等问题,将STUPF引入匹配定位过程。该方法根据残差信息实时调节系统状态跟踪能力,有效应对模型偏差对定位的影响。基于真实INS数据的仿真实验结果表明,STUPF可达到较好的定位效果,且与标准PF、GPF算法相比,其在定位的精度、稳定性及运算量上具有一定优势。     

GPS/INS组合导航系统半实物仿真研究

为了研究ＧＰＳ组合导航系统的性能,利用跑车实验实时采集的惯性导航系统和ＧＰＳ的数据进行了测后仿真研究。分别进行了ＧＰＳ／ＩＮＳ位置、速度组合和伪距、伪距率组合仿真,仿真中组合Ｋａｌｍａｎ滤波器采用数值稳定性较好的Ｕ－Ｄ分解算法。最后给出了纯惯导及组合后系统的位置、速度误差仿真曲线,结果分析及相关结论。     

翼身融合布局民机克鲁格襟翼设计

翼身融合（BWB）布局是"绿色航空"发展目标的下一代大型民用飞机的理想布局。由于高度融合的外形特点,BWB布局难以通过应用传统增升装置实现低速增升与配平的协调设计。本文采用开缝钝头克鲁格襟翼提高BWB布局低速失速特性。首先,构建了克鲁格襟翼二维参数化方法,该方法符合克鲁格襟翼运动机构特点,可准确描述几何外形与缝道配置。其次,开展克鲁格襟翼几何参数与偏转角度的影响规律研究,分析流动形态与增升机理,提出设计原则。综合考虑外形、运动机构与遮蔽效应等设计约束,以提高增升能力为目标,开展前缘开缝克鲁格襟翼优化设计。优化设计结果满足设计约束,数值分析表明其增升能力比初始外形与经典缝翼均有明显提高。最终,采用前缘开缝克鲁格襟翼与后缘简单襟翼构建BWB增升构型,数值模拟与风洞试验结果表明,增升方案能够实现升力系数要求,降低了对配平能力的需求,减小了增升装置和高升力配平设计压力。提出的克鲁格襟翼设计方法不仅适用于BWB布局,也为传统布局民机增升装置设计提供了技术支持。     

基于RO-NUIO/LMI的挠性卫星轨控期间姿控系统故障诊断

卫星轨控期间,由于推力偏心,会产生较大的干扰力矩,直接影响卫星姿态。针对轨道控制期间的挠性卫星姿态控制系统,设计了干扰解耦的降阶非线性未知输入观测器(RO-NUIO),用于故障检测与故障隔离。在设计过程中,首先通过坐标变换,使得不可观的状态及部分可观状态不受干扰影响,然后针对不可观的子系统利用可观状态的信息设计观测器,观测器中的部分参数利用LMI方法获得,可以弱化非线性部分对观测器的影响。所设计观测器的存在条件仅依赖于系统本身特性,无需在线验证。观测器采用降阶设计,同时借助LMI思想,结构简单,适合于非线性卫星姿态控制系统。仿真结果验证了降阶非线性未知输入观测器实现卫星姿态控制故障诊断的可行性与有效性。     

航天器在轨服务捕获装置技术研究综述与展望

空间捕获装置是航天器在轨服务与维护任务的重要末端执行器,承担着捕获包括航天器、舱段、空间碎片及实验样品等多种目标的任务。根据被捕获目标的性质可以将捕获装置分为合作目标捕获装置和非合作目标捕获装置2大类。在捕获装置设计过程中,捕获目标是否具有特定的抓持结构则是捕获装置机构形式设计的先导因素,根据捕获目标是否具有特定的抓持结构,可以将捕获装置分为基于抓持结构的捕获装置以及非基于抓持结构的捕获装置。以捕获装置工作原理与捕获目标类型为分类依据,对捕获装置进行分类,分别阐述了其技术原理与关键技术,并对各类捕获装置进行了对比分析,根据分析结果指出了捕获装置未来的发展方向。     

A real-time combined quality control method for GNSS precise positioning in harsh environments

Global Navigation Satellite System (GNSS) precise positioning can be significantly affected by severe multipath effects and outliers in harsh environments, and highly relies on quality control strategies. Previous studies mainly focus on the posterior residuals to check and exclude the outliers in GNSS observations, limited work emphasizes the combined quality control method considering both the prior and posterior knowledge simultaneously. This paper proposed a real-time combined quality control method to process the multipath effects and outliers in harsh environments simultaneously. Specifically, in the prior stage, a modified multipath processing strategy is proposed for both phase and code observations, then a modified detection, identification, and adaptation (DIA) method considering the maximum times of data snooping is studied in the posterior stage. Two dedicated experiments in real harsh environments were carried out to evaluate the performance of the proposed combined quality control method. For the static experiment, the proposed method exhibits smaller positioning errors, the best positioning accuracy, and the highest availability in this study. Specifically, the proposed method exhibits an improved percentage of 55.4 %, 56.3 %, and 59.7 % for positioning accuracy compared to those without the quality control method in the E, N, and U directions, respectively. Besides, the proposed method can further improve the performance of ambiguity resolution with an improved percentage of 32.2 %. For the kinematic experiment, the three-dimensional positioning accuracy of the proposed method is 0.577 m, which exhibits a 40.0 % improvement compared to those without the quality control method. Also, the proposed method exhibits better performance under relatively strong multipath effects. In this sense, the proposed real-time combined quality control method is highly appreciated in terms of positioning availability, accuracy, and ambiguity resolution for GNSS precise positioning, especially in harsh environments.     

CPU-GPU协同高性能卫星数传预处理方法

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)协议的分层特征对数传预处理的完全并行提出挑战,虚拟信道、应用过程的多路复用为并行处理提供契机。本文面向高性能数传预处理需求,在分析处理性能瓶颈的基础上,提出一种层间流程中央处理器(CPU)控制、层内瓶颈步骤GPU加速的协同处理新方法。以高级在轨系统(AOS)帧循环冗余校验(CRC)、工程参数提取与物理量转换算法为研究对象,对图形处理器(GPU)线程分配、CPU-GPU协同任务划分进行设计。实验结果表明:方法可实现CRC校验11.449 6 GB.s^-1、工程参数提取与物理量转换0.902 4 GB.s^-1的处理速率,性能较传统CPU架构提升显著。     

空间站梦天载荷适配器设计与连接精度验证

空间站舱外载荷适配器是一种用于空间站载荷进出舱及开展载荷舱外暴露试验的轻小型空间对接机构。介绍空间站梦天载荷适配器应用场景、设计思路、产品组成及定位原理;针对该产品高互换性及高定位精度的需求,对3°~120°均布的杆槽定位方式进行了数学建模分析及试验验证。得出了该定位方式具有良好的定位精度及互换性能的结论,在后续空间对接机构设计过程中,可作为备选构型优先考虑。     

星载晶振短稳对导航增强系统PPP精度的影响分析

分析星载恒温晶振（Oven Controlled Crystal Oscillator,OCXO）短稳对导航增强系统精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）精度的影响。本文首先介绍了OCXO短期频率稳定度的概念,然后根据其短稳特性进行噪声反演,最后建立了基于OCXO短稳噪声反演的系统PPP定位模型,将短稳量级不同的OCXO反演噪声引入模型并对系统最终PPP定位精度进行分析比较。实验表明：在无控制段调校星上时频的情况下,选用短稳量级为E-13的OCXO在中长观测时间段内（<1 000 s）可满足系统厘米级的定位需求。该分析可为低轨导航增强系统的时频指标设计提供一定参考。     

AO-LSSVM在铣削铝合金表面粗糙度预测研究与应用

为提高铣削7475铝合金表面粗糙度（）的预测准确性和便捷性,本文基于天鹰优化器算法（AO）对最小二乘向量机（LSSVM）进行优化,以4个铣削参数作为输入值,作为输出值构建铣削铝合金预测模型,通过与粒子群（PSO）优化最小二乘支持向量机（LSSVM）和LSSVM 两种算法进行对比,采用灰色关联对铣削参数与表面粗糙度之间的相关性进行分析并通过GUI界面搭建预测系统。结果表明：基于AO-LSSVM的预测模型的预测误差为4.287 6%,拟合优度达到0.938 64,优于其他算法;每齿进给量与的相关性最大,灰色关联度值为0.764;通过GUI预测应用系统能实现高效、便捷、准确地预测值。