自旋卫星红外地中脉冲丢失情况下姿态确定分析与应用

实际应用中,由于遥测故障或脉冲重叠等多种原因,获取姿态脉冲信息时,可能缺少某些测量脉冲,为姿态确定的方法选择造成一定难度。针对海上测量弧段,某自旋卫星在红外地中脉冲丢失,仅有地出脉冲以及太1、太2脉冲时的几何定姿方法问题,通过对其原理、概念进行分析,制定自旋卫星红外地中脉冲丢失情况下定姿的方案与方法。该方法主要用于海上实时姿态监视,应急情况下也可以用于姿态的粗控。该研究为航天测量船应用测控软件的设计提供了良好基础。     

颗粒传热增强对微型脉冲推力器点火过程的影响

为了分析点火药产物中炽热颗粒对固体脉冲推力器点火过程的影响,采用了颗粒对壁面的冲击热增强模型来模拟炽热颗粒对推进剂表面的传热增强效应,进行了微型脉冲推力器点火过程的数值分析。结果表明,颗粒热增强效应显著影响脉冲推力器的点火启动过程,颗粒的热增强效应显著缩短了点火延迟时间,并使点火启动过程的压强增大,点火过程对颗粒含量较少的点火药更敏感;设计微型脉冲推力器点火器时要严格匹配产物颗粒含量,并严格控制点火药量范围。     

脉冲爆震发动机旋流式气动阀工作机理和扰流器阻力特性的实验研究

在脉冲爆振发动机（Pulse detonation engine,PDE)上采用旋流式气动阀,并获得成功应用。在此基础上,通过测量旋流式气动阀正反向流动阻力系数,研究了旋流式气动阀的工作机理。同时,还研究扰流片形状、阻塞比、扰流片片数及间距对扰流器阻力系数的影响。研究表明：PDE旋流式气动阀反向流动阻力系数仅比正向流动阻力系数大5％～36％,并通过试验结果建立了PDE旋流式气动阀工作机理。试验中发现：扰流器的阻力系数和扰流片型式、堵塞比、扰流片数目和间距有关。这些研究结果对PDE旋流式气动阀和扰流器设计有较大的参考价值。     

应用变速控制力矩陀螺的卫星姿态机动的非线性控制

研究了以变速控制力矩陀螺(VSCMG)作为执行机构的卫星多目标快速机动的控制问题。首先建立了带有多个变速控制力矩陀螺的航天器姿态动力学模型,采用修正的罗德里格斯参数(MRP)描述姿态运动。在考虑执行机构饱和、机动速率限制、控制带宽限制等情况下,设计了基于Lyapunov理论的非线性姿态反馈控制器。针对外部干扰会使控制力矩陀螺的框架角偏移其标称值的情况,采取磁补偿控制来保持框架角在一定范围变化。以采用VSCMG为执行机构的某卫星为例进行了数值仿真,仿真结果验证了提出的非线性姿态反馈控制器的有效性,采取的磁补偿控制也很好地抑制了变速控制力矩陀螺框架角的偏移。     

服务型航天器共轨式轨道机动方式研究

随着航天器应用领域的不断扩大,在轨服务将有广阔的发展空间。当高价值的有人或无人航天器出现故障时,需要在最短的时间内获得在轨应急服务。本文首先根据未来服务型航天器提供应急服务面临的实际问题,分析研究了服务类型及其对响应时间的要求,其次建立了漂移式、组合式、直接弹道式3种共轨式机动模型,并给出了机动时间、能量、相位的关系式与仿真曲线。最后在此基础上,划分响应时间区间,根据该区间提出了选择机动方式的建议。     

卫星编队飞行相对位置保持的脉冲控制

研究了卫星编队飞行相对位置保持的脉冲控制方法。分析基于动力学模型的周期脉冲控制策略,讨论其工程可实现性,并在考虑存在较大测量噪声情况下提出了周期多步脉冲控制的方法。数字仿真的结果比较显示了这种多步脉冲控制方法的有效性。     

功率CaAsMESFET大信号建模

精确的器件大信号模型是成功设计微波非线性电路的基础。本文详细介绍了根据测量的ColdFETS参数、正常工作偏置下的S参数及脉冲I－V特性来建立功率CaAsMESFET的Curtice立方大信号模型的方法，利用该方法建立的器件大信号模型精度高，具有较高工程实用价值。     

脉冲干扰条件下雷达自适应恒虚警算法及其体系结构

本文提出一种用于信号处理的新型并行算法以及带有自适应检测后积累（API）的恒虚警（CFAR）处理器的并行systolic结构。这种处理器用于脉冲干扰条件下雷达对小型机载目标回波的单个距离分辨率单元中的有效目标检测。这种算法的主要特征是在进行噪声水平估计前能自动地确定并删除二维参考窗口及检测单元中受脉冲干扰污损的不希望的样本。通过这种方法可将脉冲干扰环境对自适应门限处理的影响减至最低程度。对这种目标控制自满的统计分析表明，即便在脉冲干扰的功率与频率都非常高的情况下，信噪比损失也微乎其微。设计了CFAR API的Systolic结构。Systolic结构的基本微量尺度为处理器单元的数目、计算时间及实时实现所需的加速度。     

一种用于机动目标的线性调频脉冲估计和逆合成孔径雷达成像的自适应滤波方法

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像中，由于机动目标的非合作运动，散射器的多普勒频移随时间变化，而雷达回波信号通常为线性调频脉冲。线性调频脉冲会计对ISAR成像的性能起着重要作用。Li和Stoica最近提出了一种自适应FIR滤波方法，用来估计正弦信号的振幅和相位，并将这种方法应用于采用正弦信号模型的合成孔径雷达（SAR）成像。本文推广Li和Stoica的算法，用来估计线性调频脉冲信号并将其用于机动目标的ISAR成像。该推广算法已由仿真数据验证。     

PML在三维柱坐标系下的应用及脉冲天线数值模拟

在三维柱坐标系下推导了麦克斯韦方程在完全匹配层 (PML )吸收边界条件中的时域有限差分 (FDTD)表达式 ,从而把 FDTD推广到三维复柱坐标系中并编程实现。为保证求解的稳定性 ,给出了更为严格的时间步长计算公式 ,并去除了对称轴上的奇点。提出了利用插值法对 PML最外层理想金属层进行设置的方法 ,并简化了通常处理理想金属表面电磁场的约束条件。最后给出在柱坐标系下脉冲天线的数值模拟。