2024 Vol. 41(1): 1-10| [摘要](233) | [PDF](155)航天飞行控制专栏- 面向月球科研站任务的地月准实时遥操作模拟验证系统设计与关键技术研究
- 王镓，胡国林，罗益鸿，梁家林，万文辉，赵迪，薄正
- 针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点，设计地月准实时遥操作模拟验证系统，对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法，环境感知数据融合可处理米级至厘米级环境感知结果;设计基于空地多运动平台协同定位的原型软件，空地协同地标约束下，定位精度不低于轨道器影像1个像素;开发了带有力觉反馈的预测仿真验证平台，在2~3 s变时延约束下可在仿真环境下协同演示遥操作过程，真实还原从端的遥操作作业场景，提高遥操作的执行效率和安全性。为地面人员的方案设计、操作手训练、故障处置等提供实时支持，为我国未来实施月球科研站任务筑牢基础。
- 2024 Vol. 41(1): 11-23
| [摘要](119) | [PDF](113)- 大型低轨星座构型演化分析及维持控制策略研究
- 储银，李文博，龚胜平，张峰
- 针对大型低轨星座构型维持控制问题，搭建了一套星座构型演化及维持控制分析流程，适用于千颗量级的大型低轨Walker卫星星座构型演化分析及维持控制;采用去平均漂移偏差的相对构型保持方法分析星座构型演化情况，有效减小了控制频次、均衡了控制卫星分布;采用自由段维持策略有序规划各卫星位置维持控制时序和控制弧段，实现了整个星座在时间和空间维度有序、分散的控制，降低了对星座服务性能的影响。
- 2024 Vol. 41(1): 24-32
| [摘要](155) | [PDF](78)- 一种基于约束规则的航天器全相位交会对接程序规划方法
- 姜萍，可荣硕，高宇辉，周心婷，王瑞玮
- 针对载人航天领域交会对接过程，设计了一种基于约束规则的程序规划方法，将飞行程序按照相关性划分为飞控事件，将事件约束与时间或圈次解耦，形成适用全相位交会对接的规划配置体系，通过一套配置实现各正常、应急分支程序的规划生成，相比传统基于时序的程序设计方法，提高配置的适应性，提高程序设计效率，为后续交会对接程序规划设计提供参考。
- 2024 Vol. 41(1): 33-37
| [摘要](90) | [PDF](60)- 一种航天测控冗余跟踪弧段处理方法
- 陈海，李斌，李晓明，孟德闯
- 随着在轨航天器的日益增多，测控资源的需求量也日益增大，因此，其使用效率也倍受关注。当航天器重要测控弧段安排多个测控设备进行全力跟踪时，很容易出现测控弧段搭接或完全被覆盖的情况。为有效利用现有测控资源，针对弧段搭接的情况，提出了一种基于冗余度评价函数的跟踪弧段处理方法，该方法在不降低跟踪总时长情况下，通过合理有效地配置测控资源，剔除了冗余跟踪弧段，提高了现有测控资源的使用效率。
- 2024 Vol. 41(1): 38-42
| [摘要](70) | [PDF](51)- 一种基于数字空间的空间站任务飞控事件规划方法
- 高阳，邱冬阳，姜萍，周心婷，孟德闯
- 针对空间站任务飞控事件规划问题，结合资源约束、飞控事件需求数据维度高、事件间互相影响等特点，提出一种基于数字空间的飞控事件规划方法，将飞控事件规划问题转化为数字模型构建、数值计算及飞控事件时序设计问题。结合空间站应用实例，给出了飞控事件规划流程和规划结果分析，验证了方法的有效性，为空间站任务飞控事件规划问题提供了新思路。
- 2024 Vol. 41(1): 43-49
| [摘要](82) | [PDF](59)- 考虑测量约束的非合作目标近距离快速导引控制方法
- 韩月，曹静，王鑫，王勇，何雨帆，孙守明
- 研究了考虑测量约束的非合作目标近距离快速导引控制方法。首先，基于C-W方程建立了解析形式的径切联合近距离快速导引控制模型，并采用微分修正方法将解析结果进行修正;然后推导了任意初始条件下，径切联合控制双脉冲与视场角的解析关系;最后基于相对偏心率矢量建立了径切联合控制的控后效果评估模型。仿真结果表明:提出的控制方法和控后效果评估模型有效。
- 2024 Vol. 41(1): 50-56
| [摘要](83) | [PDF](65)创新与探索- 考虑高斯能量分布的复杂表面航天器激光雷达散射特性分析
- 程勋龙，康国华，邱钰桓，武俊峰，吴佳奇，尹一蓁
- 针对复杂表面航天器在激光雷达照射下散射特性模拟不准的问题，通过表面建模和激光特性修正进行了解决。该方法首先通过高斯能量分布法对激光光束模型进行修正;然后基于有限元的思想，针对航天器复杂表面非光滑、非连续以及多材质等特性，利用改进Z-buffer的消隐算法解决了复杂航天器表面建模问题;最后建立了面向激光雷达的复杂表面航天器激光雷达散射截面的计算方法。仿真分析表明:航天器不同姿态下的激光雷达散射截面精度提升了14.58%，为后续面向激光雷达的隐身设计奠定了基础。
- 2024 Vol. 41(1): 57-65
| [摘要](52) | [PDF](51)- 空间站机械臂任务规划方法
- 吴凡，赵瑞，何锡明，姜萍，荣志飞，王琪智，裴健超
- 任务规划技术是航天任务执行过程中的核心关键技术，针对空间站机械臂的外自主行为受限、行为多样、分支众多，存在多类型约束以及多资源条件限制等特点，对空间站机械臂任务规划方法进行研究。对任务需求进行分析形成月事件，地面工程师给出将任务分解为子任务的建议，将月事件分解为具有逻辑关系的飞控事件，飞控事件集合描述了航天器不同的行为及不同模式下的行为，每一个模式下的飞控事件由控制动作或控制动作序列构成，建立了分层规划对象模型。同时，构建状态空间集合描述时变的器上状态和状态值，在飞控事件层和控制动作序列层建立状态推理模型。采用多约束逻辑表达式对联合约束进行描述，将运动飞控事件进行归一化设计。在时间的调度和资源条件限制下在规划器中进行迭代求解，生成地面控制动作序列，实现任务目标并用于任务实施。在空间站机械臂在轨任务中验证了该方法的正确性和高效性。
- 2024 Vol. 41(1): 66-76
| [摘要](73) | [PDF](54)- 基于局部洪泛优化的低轨星座分布式路由算法
- 周宇，尹增山，王龙
- 针对传统分布式路由算法应用于大型低轨星座时拥塞控制能力有限的问题，提出了基于局部洪泛优化的分布式路由算法。该算法通过局部洪泛的机制收集星间链路的拥塞信息，以应对局部通信需求密集所导致的常见拥塞现象;通过局部路径优化，以较低运行开销实现了流量疏导和网络负载均衡。并且该算法可适用于多层低轨卫星网络结构，不会产生路由环路，对卫星随机故障具有宽适应性。仿真实验表明:该算法在通信需求分布不均的高网络负载情况下能降低2%~10%的丢包率，并对网络随机故障具有鲁棒的表现。
- 2024 Vol. 41(1): 77-83
| [摘要](55) | [PDF](53)- 月面巡视器太阳能帆板功率衰减特性研究
- 可荣硕，鲍硕，韩绍金，王晓雪，滕周勇，许倩
- 太阳能帆板的功率衰减特性分析，对地外天体表面探测器的功率平衡、电源系统健康管理以及长寿命在轨管理有重要意义。通过对月面巡视器在轨运行第2到11月昼的电流遥测进行研究，提出了一种基于有限遥测的太阳能帆板功率衰减特性分析方法。首先利用一种滞环的方法对大量的电流遥测进行数据处理;然后进行日月距离和太阳入射角的归一化，通过数据拟合计算，得出落月第一年太阳能帆板功率衰减约为2.5%，并利用巡视器历次月昼唤醒时刻的太阳入射角变化情况验证了该方法的有效性，对地外天体的太阳能帆板功率衰减特性计算提供一定参考。
- 2024 Vol. 41(1): 84-88
| [摘要](57) | [PDF](36)- 一种改进的GM-C-CPHD空间多目标跟踪算法
- 谢贝旭，张艳，陈金涛，张任莉
- 随着空间目标的数目急剧上升，提高空间多目标跟踪精度成为必然要求，但空间多目标跟踪存在轨道动力学模型不完善的问题。针对该问题，提出一种改进的高斯混合势概率假设密度滤波(GM-C-CPHD)算法。通过在轨道动力学模型中考虑一个不确定性模型参数，即面质比参数(AMR)，基于协方差传递面质比参数对位置、速度状态估计的影响，提高空间目标跟踪精度。仿真分析表明:相对于GM-CPHD滤波器，目标数量的跟踪和状态估计性能均有所提高，具有良好的应用前景。
- 2024 Vol. 41(1): 89-96
| [摘要](68) | [PDF](33)- 蜂窝板预埋管路辐射器流动散热特性仿真
- 黄圳，陈立，李志慧，王松超，赵丹，赵长颖，刘刚
- 为解决传统数值方法对辐射器对流换热系数评估困难、流动散热性能预测精度不高的问题，明晰工况参数与重力对辐射器流动散热特性影响规律，指导辐射器轻量化设计与地面试验，构建辐射器导热-对流-辐射耦合传热等比仿真模型，评估其与经验公式对辐射器水动力及热特性预测可靠性，分析流量、入口温度、吸收外热流及重力对辐射器工作特性影响规律。结果表明:辐射器压降及散热功率模拟值与真空热试验数据最大相对误差为3.45%和2.86%，压降及换热系数经验公式预测值与仿真值最大相对误差为-10.15%和-33.18%;辐射器散热功率随流量与入口温度的增加而增大，吸收外热流增加会降低对流换热热流量，相较零重力，常重力水平状态辐射器散热功率提高2.86%。所建模型可准确预测辐射器工作特性;辐射器设计应在满足压降与出口温度指标要求时，提高流量与入口温度，地面试验辐射器应竖直放置。
- 2024 Vol. 41(1): 97-107
| [摘要](61) | [PDF](42)专业纵论- 基于多智能体深度强化学习的多星观测任务分配方法
- 王桢朗，何慧群，周军，金云飞
- 为应对多星环境中复杂多约束条件下的任务分配场景，提出一种多星自主决策观测任务分配算法，该算法采用基于集中式训练、分布式执行的多智能体深度强化学习算法。通过这种方式训练后的卫星智能体，即使在没有中心决策节点或通信受限的情况下，仍具有一定的自主协同能力及独立实现多星观测任务的高效分配能力。
- 2024 Vol. 41(1): 108-115
| [摘要](78) | [PDF](45)- 自适应分块的改进最小费用网络流解缠算法
- 张金翼，王辉，吴思利，郑世超，顾约翰
- 相位解缠是进行精确差分干涉测绘的关键步骤，在相位解缠算法中，最小费用网络流(MCF)是当前常用的算法，该算法具有精度高、限制残差点误差扩散、优先将误差限制在低相干区域的优点，但随着残差点数量的增多，其计算效率也随之降低。改进的MCF算法通过对其做分块，有效提升了算法效率，但块尺寸的选取影响最后的准确度与效率。本文提出一种自适应分块的改进MCF解缠算法，通过自适应寻优的方式选取合适的分割块，将相干性较高的点集中在同一块内，使得在准确度不受过多影响的情况下有效地提升算法效率。
- 2024 Vol. 41(1): 116-121
| [摘要](60) | [PDF](46)- 直流电弧等离子体炬数值模拟与诊断
- 师浩阳，王平阳，王淑
- 直流电弧等离子体炬内部物理过程复杂且具动态性，较难对其进行准确描述与深入研究，且其工作温度较高，其状态参数难以使用常规方式测量。针对直流电弧等离子体炬，建立流动、传热和电磁相互耦合的数值模型，基于Fluent软件对直流电弧等离子体炬进行三维数值模拟和特性分析，设计并搭建了一套热焓探针实验系统，完成对直流电弧等离子体炬射流参数的测量分析。结果表明:建立的数值模型模拟结果与实验测量结果吻合较好，误差在10%以内;炬内温度与速度最大值与工作气流量呈正相关，均出现在靠近阴极区域，且沿轴线逐渐降低;等离子体炬内高温区与高电流密度区重合。
- 2024 Vol. 41(1): 122-129
| [摘要](56) | [PDF](26)- 一种基于航迹特征的无人机与飞鸟目标雷达识别方法
- 管康萍，冯正康，马小艳，张良俊，崔杰，叶舟
- 对于现代雷达探测系统而言，无人机与飞鸟同属于具有“低慢小”特征的一类典型目标，而面对比较复杂的作战环境，其对功能的要求已经不仅局限于对两者目标实现稳定探测跟踪，如何有效区分两者类型并完成识别更是当下急迫且重要的难题。常规方法是从目标的微动特征差异进行区分，但由于两者回波微弱，很难通过时频分析方法提取目标特征。针对该问题，从航迹特征出发，提出一种无人机与飞鸟目标雷达识别方法。首先对比两者目标在运动轨迹上的差异性，进行特征分析，提出时间相关的航向震荡频率与速度震荡频率特征量描述方法，并在离线状态下，利用实测雷达系统记录的航迹数据，提取两者的有效特征量;然后利用支持向量机算法对样本进行训练，并在获得最优模型参数后，通过测试样本进行测试，测试分类结果显示准确识别率能够达87%;最后在线状态下跟飞实验，其结果既表明该方法的正确性，也体现了在工程实现角度上的轻量性、实用性、适用性，具有较高价值。
- 2024 Vol. 41(1): 130-136
| [摘要](64) | [PDF](78)- DQ-1宽幅成像光谱仪发射前载荷定标技术
- 王阳，张冬冬，张锷，熊千千，钮新华，陈帅帅
- 大气环境监测卫星作为国家民用空间基础设施规划中的科研卫星，其遥感应用需求对其载荷的定量化精度要求越来越重要。宽幅成像光谱仪作为大气环境监测卫星中的主要载荷，可获取光谱范围从可见光至长波红外(0.415~12.000 μm)的陆表和大气多光谱信息。采用45°扫描镜配合消旋系统的扫描方式，光路结构采用同轴望远镜系统，实现3个探测器焦面上21个谱段的同时对地的超宽幅高空间分辨率成像。为了准确地获取能量和仪器响应之间的定量关系，在卫星发射前开展宽幅成像光谱仪全光路、全口径辐射定标试验，分别介绍了可见到短波谱段积分球定标技术和中长波谱段热真空红外定标技术，为用户定量应用提供了良好的保障，并对定标过程中传递路径下的误差来源及精度进行分析评估。
- 2024 Vol. 41(1): 137-145
| [摘要](76) | [PDF](74)- 基于有限元法的空间探测器复合材料结构安全裕度分析
- 姚骏，孔祥宏，蒋锋，张红英，王建炜，王志瑾
- 针对复合材料结构强度和安全性评估问题，提出一种基于有限元法的复合材料层压板结构安全裕度(MS)分析方法。使用ABAQUS软件和Python二次开发前后处理程序，对火星环绕器复合材料结构进行安全裕度分析。通过与试验结果对比，验证了安全裕度分析方法的准确性和可靠性。根据分析结果，对火星环绕器主承力结构局部补强后，提高了结构刚度、强度和安全裕度。
- 2024 Vol. 41(1): 146-151
| [摘要](58) | [PDF](68)- 转子叶盘结构减振方法研究
- 张洋溢，林蓬成，周春燕
- 转子叶盘结构在高速和超高速的运行状况下，可能因为失稳而剧烈振动，进而引发严重的安全事故。增大叶盘结构阻尼是减轻其振动的有效方法之一。国内外学者针对叶盘结构，开展了大量的研究，为了充分了解叶盘结构减振方法的研究进展，推动相关问题的深入研究，提出了将叶盘结构减振分为干摩擦、内摩擦和其他能量转换方式。对叶盘结构减振方法的相关研究进展进行了总结，并展望了叶盘结构减振的未来研究方向。
- 2024 Vol. 41(1): 152-163
| [摘要](60) | [PDF](28)
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