卫星编队飞行输出反馈姿态协同跟踪控制

针对卫星编队飞行姿态协同跟踪的控制过程中角速度信息不可测及外界常值干扰的问题,提出输出反馈协同控制器的设计方法。首先,利用绝对及相对姿态误差信息设计含有积分项的滤波器,并在控制器中引入滤波器的输出信息;同时,考虑到卫星的模型不确定性,设计自适应估计器以对卫星的转动惯量进行在线估计。此外,论证了当卫星编队的通信拓扑结构满足无向树形结构的条件时,仅对任意一颗卫星期望姿态可知即可使整个系统协同收敛于期望值。设计的控制器无需卫星角速度信息即可使角速度信息协同达到期望值,并且引入积分项使得闭环控制系统对常值干扰有良好抑制效果,同时给出降低系统的信息通信压力的分析。最后将提出的算法应用于无需角速度信息反馈的卫星编队飞行的协同控制,仿真结果表明该方法的可行性与有效性,具有实际的应用前景。     

奋进号上天执行最后一次任务

美国奋进号航天飞机5月16日在肯尼迪航天中心发射升空．执行其最后一次飞行任务和美航天飞机编队的倒数第二次飞行任务。这是此次飞行任务的第二次发射尝试。4月29日进行的首次尝试因机上辅助动力装置的管路加热器出现故障而取消。     

发射消息

美国亚特兰蒂斯号航天飞机7月8日在肯尼迪航天中心发射升空．执行整个航天飞机编队的最后一次飞行任务．任务代号STS-135。它两天后同国际空间站对接,7月21日安全返航。机上乘有4名美国宇航员。亚特兰蒂斯号此行主要携带了称为“拉斐尔”的“多用途后勤舱”（MPLM）．舱内装有约4吨补给物资和备件,供空间站在航天飞机退役后使用。     

卫星编队飞行精确动力学模型与三维定位系统

提出采用精确动力学模型应用多颗编队飞行小卫星实现三维定位系统（电子侦察卫星）。为此,首先应用运动学和动力学两种方法建立精确动力学模型和摄动方程,然后进行数学仿真和队形变化的分析,最后讨论位置保持控制策略。仿真结果表明：编队飞行三维定位系统定位精度高,不受纬度影响,而且可以实现全球同时定位功能。
     

卫星编队飞行队形重构防碰撞方法研究

队形重构技术是卫星编队飞行领域研究关键问题之一.多颗卫星近距离编队队形初始化、队形调整及重构,卫星之间相对距离变化带来碰撞问题不可忽视.根据卫星间相对位置关系建立队形重构过程中碰撞概率函数表征该过程碰撞发生可能性,研究表明故障卫星的初始相位角及备份卫星进入编队的初始角度对碰撞概率有较大影响.根据Lyapunov稳定性理论设计改进LQR控制器,在保证队形调整控制精度不需增加过多调整时间及能量消耗的同时,可有效降低碰撞概率.碰撞概率计算方法、控制器设计及所得相关结论,对研究卫星编队队形重构过程星间防止碰撞问题具有一定意义.     

基于J2项摄动的MMS任务编队优化设计

Magnetospheric MultiScale(MMS)任务利用椭圆轨道远地点附近的正四面体航天器编队,协同完成对地球磁层结构和动力学特性的测量和分析.采用基于轨道根数的相对运动模型,分析了主航天器轨道根数对J2项影响下四面体平均性能指标--质量因子均值和平均边长均值的影响规律,并由此提出一种编队轨道优化设计方案,将其应用于第1阶段MMS任务的四面体构形设计中.该方案的设计变量包括主航天器的6个轨道根数和3个从航天器的15个相对轨道根数(除相对半长轴外),目标函数既考虑到四面体编队的平均性能,又兼顾了3个从航天器相对运动的受摄影响.仿真算例显示,在不施加主动控制的条件下,利用该方案设计远地点附近平均性能保持最优的四面体编队是可行的.     

小卫星编队飞行关键技术及发展趋势分析

卫星编队飞行是空间技术发展的一个新领域.通过编队飞行可将多颗小卫星形成一颗大的"虚拟卫星",即空间任务的预定功能由编队中各个只担当单一功能的卫星分担,由此整个卫星群可实现强大的功能.实现卫星编队飞行需要保持和控制星群的编队构型,精确确定星间的相对位置和相对速度,即相对导航.卫星编队飞行的关键技术包括轨道设计、轨道演变及控制,星间链路、编队运行管理和测控,以及卫星的自主定位、定轨.叙述小卫星编队的基本原理、轨道构成和技术特征,分析实现编队飞行所需的关键技术,介绍各国编队飞行的现有计划及未来发展趋势.     

编队卫星星间基线的高精度测量方法研究

星间基线的高精度测量是卫星编队飞行需要解决的一项关键技术。从星间基线的表示出发,通过对目前常用相对状态测量手段的测量元素进行比较,筛选出无线电、红外、激光等三种可行的基线测量手段;然后,再针对编队卫星关注的测量精度、数据率、信号覆盖、作用距离等四个方面作详细的分析比较;最后根据比较的结果,提出了两种可行的基线测量方案。从理论上讲,这两个方案均能实现毫米级的测距精度和角秒级的测角精度。     

英空军从北爱尔兰撤出直升机编队

英国国防部部长在2009年11月18日的声明中表示,“英国空军(RAF)已经从北爱尔兰撤出其SA330E‘美洲豹’HC.1直升机编队”。此次撤离的9架直升机来自“虎”230中队,该中队位于贝尔法斯特附近奥尔德格罗夫的直升机联合指挥飞行站。2009年11月17日,由直升机联合指挥飞行栈飞往位于英格兰南部本森“美洲豹”主作战基地途中,这9架直升机组成菱形编队在空中行进。230中队在北爱尔兰地区服役已超过20年,即将加入位于本森的英国空军33中队。并且在过去的几年里,英军一直在进行可以供2个“美洲豹”中队停靠的基础设施建设。英国空军撤回最后一批直升机中队之后,转而由陆军航空兵的“山猫”AH.7通用直升机来为北爱尔兰的英国军队和安全人员提供支援。早在2009年9月29日,英国国防部部长就宣布已经签署了一项价值3亿英镑(约4.79亿美元)关于延寿计划(LEP)的升级合同,其中包括28架“美洲豹”直升机。该合同于2009年9月18日签署,意在提高“美洲豹”直升机性能,使其能够在阿富汗的高温高原条件下飞行以及延长10年的服役寿命。按照合同,2011年开始交付改进后的“美洲豹”,第一批14架直升机计划于2012年底交付使用。...