Two-level optimization approach for Mars orbital long-duration,large non-coplanar rendezvous phasing maneuvers

A relative dynamics equation-set based on orbital element differences with J₂ effects is derived, based on which a two-level approach is proposed to optimize the Mars orbital rendezvous phasing with a large difference in the initial ascending node. The up-level problem uses the revolution deviation between the target spacecraft and the chaser as the design variable, and employs a linear search to find the optimum. The low-level problem uses the maneuver revolutions, locations, and impulses as the design variables, and is solved using a hybrid genetic algorithm combined with sequential quadratic programming. To improve the solution accuracy, an iteration method is developed to satisfy the terminal constraints of the absolute numerical integration trajectory. Test cases involving Mars sample return missions with large initial node differences are presented, which show that the relative dynamics, two-level optimization model, and hybrid optimization algorithm are efficient and robust. Compared with previously published results, the total velocity increment has been further reduced by utilizing this proposed approach. It is found that a five-impulse plan requires the least quantity of propellant, and a propellant-optimal minimum rendezvous duration exists for this long-duration, large non-coplanar rendezvous problem.     

移动IPv6切换性能研究及平滑切换框架的实现

现有IPv4网络的IP地址空间、安全性和服务质量控制等问题,限制了Internet应用的发展,研究IPv6的相关技术,可以推动下一代网络的建设和发展.针对移动IPv6在切换过程中出现的数据包丢失和切换延迟问题,分析了相关的快速、平滑切换和分级管理3种解决方案,并结合IETF草案文档建议,设计实现了一个基于MIPL(Mobile Ipv6 for Linux)的、具有平滑切换性能的移动IPv6切换框架.框架采用将切换过程和缓存管理相分离的松耦合模式,可有效地增强应用系统的可扩展性和可移植性,为基于移动IPv6网络的实时应用系统信息的可靠传输提供一种有效途径.     

利用升交点经度进行轨道设计的方法

以升交点经度的范围来描述所有能覆盖到目标的轨道。利用球面三角方法详细讨论了在考虑地球形状Ｊ２项的摄动影响时，各种情况下能覆盖目标点的轨道的升交点经度范围，并将其推广到对区域目标的覆盖，给出了完整的解析表达式。结合实例给出了利用该表达式进行有连续覆盖、覆盖次数及过顶时间要求时的轨道设计方法。该方法的优点是无需进行轨道读物计算，仅用解析表达式即可快速地设计出满足覆盖要求的轨道。     

低轨卫星倾斜轨道设计及优化

根据有效载荷性能和任务需求对低轨卫星的倾斜回归圆轨道设计进行了研究,以升交点赤经为参数,对1个回归周期内特定目标的覆盖性能指标进行了优化。算例表明:卫星对地面目标点的覆盖率可达0.977 5。如需对多个目标点或目标区域进行观测,可在此基础上增加目标点再作优化设计,以获得最佳覆盖性能。     

小倾角GSO卫星的转移轨道优化设计

分析了采用小倾角地球同步轨道(GSO)策略后轨道转移变轨推进剂消耗增加的原因,对传统的地球同步转移轨道(GTO)提出了优化措施,根据月份发射的不同,选取不同的转移轨道近地点幅角ω,降低了转移轨道变轨所需的速度增量。速度增量平均降幅可达到55m/s,相当于延长了该卫星1年的推进剂消耗寿命。文章的研究结果可为优化卫星总体设计提供参考。     

基于WSN的航空器装配制造过程数字采集技术研究

研究了基于WSN的航空器装配制造过程数字采集系统与数字化柔性装配技术中可以延长系统生命期和构建通用平台的关键问题,如数据采集协议、数据编码、传感器节点的调度、传感器节点及汇聚节点的硬件DSP/FPGA设计等.     

基于PCNC的航路网络拓扑结构鲁棒性优化

空中交通量的持续增长,使得航路网络拓扑结构的脆弱性日益凸显,其鲁棒性优化愈发重要。本文运用复杂网络理论,分析航路网络拓扑结构,提出了优先配置关键结点保护连边(Prefrential configuration node-protecting cycle,PCNC)的方法,该方法基于度值适应度技术,探测出自身及邻居节点度值都大的关键节点,增加连边,配置节点保护环,优化航路网络拓扑结构鲁棒性。以中国大陆地区的航路网络为例,选取其中1 017个航路点和1 568条航段,探测得到101个关键节点,共配置56条新增连边。结合随机攻击和基于节点度的蓄意攻击,验证得到优化后航路网络拓扑结构对于两种攻击方式的鲁棒性都得到明显增强,且在蓄意攻击下的网络鲁棒性改善效果更好。     

晨昏轨道摄动特性分析

针对晨昏轨道演化问题,根据不同摄动源对半长轴、偏心率矢量、倾角矢量进行公式推导与演化分析,并重点对降交点地方时漂移进行分析,证明晨昏点的简谐振荡特性向开口向上的抛物线漂移特性转化,最后结合实际的轨道动力学数据进行检验.结果表明,通过准确的入轨控制,可以实现晨昏轨道的降交点地方时十余年的长时间保持,既保障了卫星具有良好光照和能源供给,同时又能应用于长寿命卫星在轨测控与管理的能源预测、轨道数据注入核查等方面.     

On the lunar node resonance of the orbital plane evolution of the Earth’s satellite orbits

This paper aims to investigate the effects of lunar node resonance on the circular medium Earth orbits (MEO). The dynamical model is established in classical Hamiltonian systems with the application of Lie transform to remove the non-resonant terms. Resonant condition, stability and phase structures are studied. The lunar node resonance occurs when the secular changing rates of the orbital node (with respect to the equator) and the lunar node (with respect to the ecliptic) form a simple integer ratio. The resonant conditions are satisfied for both inclined and equatorial orbits. The orbital plane would have long period (with typical timescales of several centuries) fluctuation due to the resonance.     

低能耗无线传感器网络节点值守机制的研究及实现

针对无线传感器网络节点能源有限性设计了一种基于GAF算法的改进休眠调度算法,根据邻居节点信息合理调度节点睡眠,平衡网络内节点工作时长,在保证较高的网络覆盖率的同时最大限度延长网络生命周期.最后通过仿真验证了该算法的性能.