Resonant motion, ballistic escape, and their applications in astrodynamics

A special set of solutions governing the motion of a particle, subject to the gravitational attractions of the Earth, the Moon, and, eventually, the Sun, is discussed in this paper. These solutions, called resonant orbits, correspond to a special motion where the particle is in resonance with the Moon. For a restricted set of initial conditions the particle performs a resonance transition in the vicinity of the Moon. In this paper, the nature of the resonance transition is investigated under the perspective of the dynamical system theory and the energy approach. In particular, using a new definition of weak stability boundary, we show that the resonance transition mechanism is strictly related to the concept of weak capture. This is shown through a carefully computed set of Poincaré surfaces, at different energy levels, on which both the weak stability boundary and the resonant orbits are represented. It is numerically demonstrated that resonance transitioning orbits pass through the weak stability boundaries. In the second part of the paper the solar perturbation is taken into account, and the motion of the resonant orbits is studied within a four-body dynamics. We show that, for a wide class of initial conditions, the particle escapes from the Earth–Moon system and targets an heliocentric orbit. This is a free ejection called a ballistic escape. Astrodynamical applications are discussed.     

太阳微波射电快速精细结构亚类型的观测分析

通过分析\"云南天文台4波段太阳射电快速同步观测系统\"1990-01-1994－01取得的103个射电爆发,发现其中29个存在不同类型的快速精细结构（FFS）.尤其是发现了几个少见的亚类FFS现象.本文仅介绍两个亚类型：窄带变周期脉动和宽带慢漂移长周期脉动.这些现象表明太阳射电FFS的多样性,它们发生在射电爆发的不同阶段（耀斑不同相）,从而说明在耀斑演化中日冕非热电子的加速或注入可能贯穿于整个耀斑发展过程.由于耀斑后相FFS的发生,可验证耀斑后相存在磁重联和似环结构（耀斑后环）的重新形成.由于不同的亚类FFS反映日冕中存奇特别的环境条件,从而推测日冕中可能存在更复杂的多重类型的磁结构.     

空间碎片飞网捕获仿真研究

文章利用动力学建模的方法分析了采用柔性飞网进行空间碎片捕获的过程。以非合作性目标捕获系统为基础建立了柔性飞网X模型,利用EXCEL和MATLAB对飞网捕获碎片的全过程进行仿真,重点分析了抛射速度和抛射角度对飞网捕获能力的影响。结果表明,随着抛射角度的增大,飞网的捕获能力无明显变化;随着抛射速度的增大,飞网的捕获能力增强。     

基于点云的空间非合作目标结构识别问题研究

在空间非合作目标捕获任务中,从传感器数据中识别出目标表面的可抓取结构是一个有待解决的问题。以卫星点云数据集作为对象,对4种基于神经网络算法(PointNet、PointNet++、SPLATNet和SO-Net)在卫星结构分割识别任务中的性能进行了比较分析。为了能够更好地测试算法性能,基于NASA在线数据库构建了训练测试数据集,并给出一种点云数据的快速构建方法。使用该方法,可以实现成批量地生成点云数据。仿真测试结果显示:PointNet++在卫星完整点云数据集和非完整点云数据上的分割准确率都是最高,并且分割效果也优于其他算法。     

GPS接收机的失锁后处理研究

信号失锁是GPS接收机在市区应用时遇到的一个问题,文中提出信号失锁后的快速恢复概念,推导出在卫星信号失锁期间对其多普勒频率、码相位和导航比特边界的预测算法和预测误差分析,并进一步研究失锁后处理设计,最后用SPIRENT模拟源进行多种信号失锁情形的模拟,验证了此设计能增强接收机的稳健性,加快接收机失锁后的定位恢复速度。     

一种变旋翼转速直升机/涡轴发动机非线性模型预测控制方法研究

为了实现变旋翼转速直升机/涡轴发动机快速响应控制,提出了一种基于神经网络的直升机旋翼预测模型与基于状态变量模型的涡轴发动机预测模型的新型非线性模型预测控制方法。所建目标函数除了包含转速控制指标外,还考虑了经两级变速双离合器传动机构传扭后发动机输出轴的转子动力学特性。不同飞行任务下的数值仿真结果表明:相对于PID控制器而言,非线性模型预测控制器可在满足压气机转速、发动机静强度等限制条件下使动力涡轮转速在变旋翼转速过程中的超调量减小50%,下垂量降至0.2%以内,实现了涡轴发动机的快速响应控制的同时,有利于改善发动机使用寿命。     

利用C++ Builder实现基于DirectShow的视频捕获

阐述了实现视频捕获与回放的可选方案,介绍了DirectShow的原理,针对传统视频播放与捕获的不足之处,提出了一种基于DirectShow技术的视频播放与捕获软件设计方案。给出了在C Builder环境下开发基于DirectShow技术的实时视频捕捉的步骤,并实现了实时视频捕捉系统,通过实例验证了本系统具有稳定、可靠和较好的通用性及扩展性的特点。     

捕捉间断的高精度数值方法

为发展适用于捕捉超声速流场中各种间断的高精度算法,将通量限制的思想引入到紧致格式中,构造了一个传统方法与紧致格式混合组成的通量限制型差分格式.通过在时间方向上利用一阶精度格式计算的一维定常激波,以及在时间方向采用多步Runge-Kutta方法计算的一维非定常激波管问题上的数值试验与二阶精度的TVD格式所计算的结果比较,表明新方法比二阶精度方法在间断的捕捉上具有明显的优势.通过新方法的计算结果与精确解的比较,表明新方法的准度也是非常令人满意的.     

基于PD处理技术的雷达弱信号检测方法

针对脉冲跟踪测量雷达普遍存在的远距离弱信号检测能力不足的问题,基于PD（PulseDoppler,脉冲多普勒）雷达的杂波抑制与信号处理技术,提出脉冲雷达中的弱信号检测方法;详细分析了在脉冲跟踪测量雷达中应用PD处理技术的可行性,得出在一定约束条件下,可将PD处理技术运用于脉冲跟踪测量雷达,并提出了具体实现方法;最后,通过数据仿真和脉冲雷达实际测量数据进行验证,结果表明该方法能有效提高信噪比。     

捕获型线对内转式进气道外压段几何与气动特性的影响

以直内收缩锥流场为基准流场,构建了一套内转式进气道外压段的设计与性能快速分析程序.进而以矩形捕获型线为例,研究了决定捕获型线形状、位置的3个参数(中心距、旋转角和宽高比)对进气道外压段几何与气动特性的影响,将捕获型线为矩形、带圆角矩形及圆形时的外压段进行了对比.结果表明:捕获面平均半径是可作为评价外压缩段设计的一个重要几何参数,平均半径越大,总压恢复系数越高;对于矩形捕获型线而言,当中心距增加时,前缘长度、弧长、湿润面积单调增加,外收缩比单调减小,而旋转角和宽高比对外压段几何参数的影响比较复杂;在矩形捕获型线的3个参数中,中心距对总压恢复系数的影响最显著.此外,当捕获型线的中心距与面积保持不变时,圆角半径对外压段几何与性能参数影响不大.