非质心特征点相对位置和姿态估计方法研究

卫星编队飞行中,从星星体上偏离质心的任意特征点,其相对位置和相对姿态运动耦合。本文针对任意点的相对状态估计问题,推导了耦合相对轨道动力学方程和无陀螺相对姿态动力学方程,并且基于PSD敏感器对主星上点光源的视线测量值,提出了基于特征点耦合动力学和质心传统动力学的两种相对状态估计策略。针对每种策略分别设计了EKF和UKF两种滤波算法对相对状态进行估计。最后通过数学仿真对算法的有效性进行了验证,并对其计算量进行了分析。结果表明,四种算法均能对特征点的相对状态进行较高精度的估计。     

近距离航天器相对轨道的鲁棒自适应控制

针对近距离航天器的相对轨道提出了一种鲁棒自适应控制律。在追踪星本体坐标系中考虑航天器的相对运动。首先,在转动惯量未知的情形下提出了自适应控制律,保证系统的全局渐近稳定性。其次,将两星地心引力加速度之差作为干扰加速度,并假设干扰有未知上界,对自适应控制律进行修正,提出了鲁棒自适应律,使得系统是全局一致最终有界稳定的。控制律的设计不需要绝对轨道信息,适用于任意轨道。对航天器编队飞行和空间交会两种情形分别进行了仿真分析,结果表明所设计的控制律是合理有效的。     

基于双目视觉的航天器间相对位置和姿态的测量方法

在光学测量基本原理上建立了双目视觉测量模型,提出了基于双目视觉的航天器间相对位置及姿态的测量方法,并对测量系统中的误差进行分析,得到影响测量精度的因素。仿真结果表明该方法有效,获得的航天器间相对空间位姿信息的精度能满足航天测控要求,对航天器在轨实时应用具有重要参考价值。     

基于特征光点单坐标系坐标的运动目标相对位置姿态光学测量方法

针对运动目标的相对位置姿态测量问题,研究了一种利用四个非共线特征光点的光学 测量方法。推导了基于特征光点目标坐标系和测量坐标系坐标的运动目标相对位置姿态解算 公式;进而给出了基于特征光点单坐标系坐标的位置姿态的解析解;并建立了测量的误差模 型。该方法对特征光点布局要求低,对摄像机模型没有限制。实验结果表明,该方法可满足 运动目标的相对位置姿态测量需求。     

特种越野车转向杆系的运动学分析计算

特种越野车的转向性能对整车的操纵稳定性和经济性都有很大的影响，而转向性能的好坏取决于转向机构的运动学和动力学特性，因此，对转向系统进行运动学和动力学分析是十分必要的。应用ADAMS软件对某特种越野车的转向系统进行了仿真分析计算，并通过仿真分析计算得到了样机仿真与理论值的对比结果。     

美新火星漫游车推迟发射

NASA去年12月4日宣布,其“火星科学实验室”将推迟到2011年秋发射,比原定的2009年10月晚了两年。这项探测任务将把一辆下一代漫游车送上火星。车上载有一些前所未有的研究工具,用于研究火星的早期环境史。无法按原计划发射是因为探测器在测试和硬件方面遇到难题。2009年的发射窗口在10月底关闭。基于地球和火星的相对位置。适于向火星发射探测器的时机每两年才会出现一次,每次只有几周。2009年后的下一次发射时机是在2011年秋。     

关于ILS临界区域的探讨

仪表着陆系统（Instrument Landing System，ILS）是目前最广泛使用的飞机精密进近指引系统。它的作用是以无线电信号建立一条由跑道指向空中的狭窄“隧道”，飞机通过机载ILS接收设备，确定自身与“隧道”的相对位置，只要飞机保持在“隧道”中央飞行，就可沿正确方向飞近跑道，平稳地下降高度，最终飞进跑道并着陆。盲降进近是我国绝大多数机场最常见的进近方式，也是唯一的一种精密进近方式。ILS的信号精确与否直接决定着飞行员能否在建立盲降以后，稳定、精准的进近直至决断，是做好着陆的先决条件。而在有的机场，如广州白云机场21号着陆向，其ILS信号有时会出现不稳定的现象，对飞行员做好精密进近造成了困难，甚至会危及飞行安全!经了解，当地面有车辆或飞机在航向道或下滑道天线附近活动时，相应的航向道及下滑道信号会受到干扰，这是正常现象。正是因为有这种干扰，所以装备有盲降的机场往往在航向道天线和下滑道天线附近设置有“ILS临界区域（ILS Critical Area）”。大部分ILS信号不稳定都是由于ILS临界区域内，受物体干扰的原因。     

短基线动态相对定位中GPS单历元解算整周模糊度方法

针对短基线动态相对定位中快速解算整周模糊度的难题,提出了一种新的方法——GPS单历元解算整周模糊度。文中对相关的观测方程、载波相位的观测精度、真假解的识别等问题进行了详细讨论。试验证明,该方法正确、可靠,解决了快速解算整周模糊度这个难题,克服了传统方法需要进行静态初始化等问题。将该方法应用在车辆、舰船等移动载体上,可以实现真正意义上的实时动态相对定位,具有重要的应用价值。     

基于激光雷达测量的空间交会对接相对导航

激光雷达可以作为空间交会对接过程中的相对导航敏感器之一。本文基于线性H ill方程和经典双脉冲交会理论,给出一种两航天器多脉冲交会算法。结合激光雷达的测量值设计相对导航EKF滤波器。仿真结果表明通过滤波,激光雷达能够为航天器交会对接提供足够精度的相对位置和相对速度信息。