Analysis and improvement of ionospheric thin shell model used in SBAS for China region

The most frequently used mapping function for converting slant total electron content (STEC) to vertical total electron content (VTEC) uses a simplified ionospheric single layer model in satellite based augmentation system (SBAS). Aiming at ionospheric single layer model altitude variation, we analyzed the statistical characteristic of mapping function in systemic approach particular for the region of China, and then experimental mapping function was proposed. The experimental mapping function is used in SBAS ionospheric correction and the precision of vertical correction is compared with standard mapping function. The results show that conversion factor errors depend on latitude, time and elevation, experimental mapping function is helpful to the vertical TEC estimation and may improve the precision of SBAS ionospheric refraction correction especially for the low latitude region of China.     

空间冗余度机器人混沌自运动研究

建立了空间自由飘浮冗余度机器人的模型和运动学方程,分析了其Jacobian矩阵,得出相应的运动学逆解,通过仿真验证了空间自由飘浮冗余度机器人自运动中存在混沌运动,利用混沌分析的直接观察法、时间历程法、相图法和poincare映射法,对一个空间3R刚性冗余度机器人,采用PD控制器控制其末端执行器重复跟踪工作空间内一平面路径时连杆的自运动进行了研究.结果表明,该机器人的自运动存在混沌运动.     

视觉导航下基于H2/H∞的航迹跟踪

为了从理论上研究视觉导航系统的特性,首先在物理上将视觉导航系统划分为传感器(摄像头、激光测距仪)和视觉处理计算机。针对视觉处理计算机,建立视觉位置测量模型。将视觉位置测量模型的不确定性分为参数不确定性和输入干扰2种。然后通过仿真详细分析了视觉位置估计针对不同模型不确定性的敏感程度。最后在引入视觉位置测量模型不确定性的基础上研究H₂/H_∞混合鲁棒控制在航迹跟踪上的应用,并给出了保证航迹控制系统稳定性和跟踪性能情况下的视觉位置测量模型摄动范围,对计算机视觉算法的研究具有一定的指导意义。     

小行星形貌测绘与表征技术

小行星表面形貌测绘是深空小行星探测的首要任务。提出了一种适应探测器抵近观测的立体视觉在线测绘小行星形貌的方法,即先由立体相机获得所摄重叠区的三维地形,再用前后立体模型的连接点将各个独立模型连成一个完整地形信息,经整体最小二乘平差,确定小行星的形貌模型及特征;同时提出了一种基于等值线分析的撞击坑特征提取方法,即通过提取、分析地形等值线识别出地形中撞击坑特征。实验结果显示,本文所构建的原型系统能够快速重建出探测区域的三维地形,并识别出地形中撞击坑特征,证明了所提方法具有实用性。     

移动机器人视觉伺服仿真系统研究

采用基于单应矩阵的视觉伺服方法,利用机器人仿真工具箱（Robotics Toolbox for Matlab）,在Matlab／Simuiink环境下,构建移动机器人视觉仿真系统。仿真试验表明所构建的移动机器人视觉伺服系统的有效性。     

复合Halpern迭代逼近一族m-增生映像公共零点

在严格凸的Banach空间E中,介绍了一种新的复合迭代方法强收敛到一族m-增生映像公共零点。K是E中非空闭凸子集,假定E的每个非空闭凸子集上的非扩张映像都存在不动点,Ai：K→E（i=1,2,…,r）是一族m-增生映像,{xn}是由复合Halpem格式定义的迭代序列,证明了当n→∞时,{xn}强收敛于方程Aix=0（i=1,2,…,r）的公共解,改进和推广了Zegeye和Shahzad等人的相应结果。     

复合Halpern迭代逼近可数个增生映像的公共零点

设E是严格凸和自反的实Banach空间且其范数是一致Gateaux可微的,K是E中非空闭凸子集,Ai：K→E（i∈N）是m-增生映像且公共不动点集非空,u∈K是给定点,X1∈K是任一初始点,{αn}^∞ n=1、{β}^∞ n=1是[0,1]中的实数列且满足如下条件：（i）lim n→∞αn=0,∑^∞ n=1 αn=∞,∑^∞ n=1｜αn＋1－αn｜〈∞;（ii）lim n→∞βn=0,∑^∞ n=1｜βn＋1－βn｜〈∞。设{Xn}^∞ n=1是由下面复合Halpern格式定义的迭代序列：{yn=βnXn＋（1-βn）SXn,n≥0 Xn＋1=αnu＋（1-αn）yn其中S=∑∞ i=1ξiJAi,JAi=（1＋Ai）^-1（i∈N）,那么{Xn}∞ n=1强收敛于{Ai}i∈N的公共0点。本文的结果改进和推广了Zegeye和Shahzad,Ofoedu以及其他作者的相应结果。     

一种修正的Mann迭代算法的强收敛性

设H是一Hilbert空间,C为H的非空闭凸子集,T：C→C为一非扩张映射。在假设零元素θ∈C的情况下采用正则化思想,提出了一种不涉及投影算子的Mann迭代修正算法来逼近T的不动点,证明了算法的强收敛性。     

Flight performance analysis of GRACE K-band ranging instrument with simulation data

A dual one-way ranging (DOWR) system provides very high accuracy range measurements between two satellites. The GRACE satellite mission implements the DOWR, called KBR (K-band ranging), to measure very small inter-satellite range change in order to map the Earth gravity field. The flight performance of the KBR is analyzed by using a hybrid software simulator that incorporates actual satellite orbit data into a comprehensive KBR simulator, which was earlier used for computing the GRACE baseline accuracy. Three types of experiments were performed. First is the comparison of the flight data with the simulated data in spectral domain. Second is the comparison of double differenced noise level. Third is the comparison of the range-rate difference with GPS clock estimates. The analysis shows a good agreement with the simulation model except some excessive high frequency noise, e.g. 10⁻⁴ m/√Hz at 0.1 Hz. The range-rate difference shows 0.003 cyc/s discrepancy with the clock estimates. These analyses are helpful to refine the DOWR simulation model and can be benefit to future DOWR instrument development.     

空间机械臂技术综述及展望

介绍了国外空间机械臂在轨技术验证与工程应用的概况,从任务类型、构型配置、末端执行器与操作方式方面分析了空间机械臂技术的发展趋势。综述了空间机械臂的任务规划、系统控制、路径规划、视觉感知、末端执行器、遥操作控制及地面试验验证7项关键技术。介绍了中国试验七号与天宫二号空间机械臂在轨验证情况,重点介绍了正在研制的中国空间站机械臂基本方案。最后,总结了目前空间机械臂技术存在的问题,并对中国未来空间机械臂技术发展提出了建议。