基于xPC Target的卫星动力学实时仿真

1

作者 徐明 陈庆贵 +3 位作者 卢洪义 周红梅 曹亮 张宗伟 《四川兵工学报》 CAS 2014年第10期14-17,共4页

为了实现对卫星动力学的实时仿真,采用Matlab/Simulink建立了卫星动力学计算模型,并利用RTW(RealTime Workshop)将计算模型生成xPC Target环境下的目标应用程序,在目标机PC104上运行,实现了对卫星位置、速度、角速度和姿态四元数的实时... 为了实现对卫星动力学的实时仿真,采用Matlab/Simulink建立了卫星动力学计算模型,并利用RTW(RealTime Workshop)将计算模型生成xPC Target环境下的目标应用程序,在目标机PC104上运行,实现了对卫星位置、速度、角速度和姿态四元数的实时计算。 展开更多

关键词 卫星动力学 RTW XPC Target PC104

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活动小行星311P/PANSTARRS的动力学特性分析

2

作者 辛瑛琦 史建春 +1 位作者 马月华 陈媛媛 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期87-102,共16页

311P/PANSTARRS是一颗活动小行星,具有小行星和彗星的双重特征,是中国``天问二号'的探测目标之一.311P/PANSTARRS直径较小,约为400 m,非引力效应可能会对其长期动力学演化产生较大的影响.通过假定不同表面组分,研究了Yarkovsky效应... 311P/PANSTARRS是一颗活动小行星,具有小行星和彗星的双重特征,是中国``天问二号'的探测目标之一.311P/PANSTARRS直径较小,约为400 m,非引力效应可能会对其长期动力学演化产生较大的影响.通过假定不同表面组分,研究了Yarkovsky效应对311P/PANSTARRS轨道演化的影响,讨论了密近交汇、非破坏性碰撞和YORP(Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack)效应等非引力效应,计算了小行星与大行星密近交汇及碰撞概率,估计了311P/PANSTARRS达到自转周期分裂极限的时标.模拟结果显示与纯引力模型相比,Yarkovsky效应可能会加快311P/PANSTARRS离开当前共振区域,大约在10Myr以后311P/PANSTARRS会离开当前所在共振带,在表面覆盖风化层的情况下有机会通过v6长期共振成为越火小行星;在考虑YORP效应的情况下,311P/PANSTARRS在2 Myr时标内可达到自转周期分裂极限;在考虑Yarkovsky效应及YORP效应等因素的情况下,311P/PANSTARRS在10 Myr时标内仍可保持其动力学稳定性,且YORP效应不会显著影响其半长径偏移量. 展开更多

关键词 天体力学 方法:统计 行星和卫星:动力学演化和稳定性 矮行星 小行星:个别:311P/PANSTARRS

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SGCMG控制的三轴稳定航天器姿态动力学建模 被引量：1

3

作者 关晓东 曲广吉 《航天器工程》 2000年第2期7-17,共11页

建立以单框架控制力矩陀螺(SGCMG)为航天器控制执行机构的三轴稳定航天器动力学模型。首先建立SGCMG控制的航天器姿态动力学方程;然后分析了SGCMG的多种组合构形及其雅可比矩阵的奇异性问题;最后介绍了几种常用的避免奇异性的方法。

关键词 单框架控制力矩陀螺 SGCMG 卫星动力学 构形奇异 航天器 姿态控制

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轨道动力学修正模型及其在北斗短时星历预测中的应用

4

作者 周剑扬 颜超晖 +1 位作者 彭敖 欧钢 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期555-559,共5页

对于具有低功耗和小型化需求的便携式卫星导航终端设备,准确的星历预测更有利于其快速定位,实现节能与器件小型化.在传统卫星轨道动力学模型预测方法的基础上,提出了含太阳、地球和月球的万有引力以及太阳光压之外的其他摄动力修正项的... 对于具有低功耗和小型化需求的便携式卫星导航终端设备,准确的星历预测更有利于其快速定位,实现节能与器件小型化.在传统卫星轨道动力学模型预测方法的基础上,提出了含太阳、地球和月球的万有引力以及太阳光压之外的其他摄动力修正项的修正模型.利用导航卫星轨道位置的周期性特性,在轨道平面下对该修正项进行数值建模,通过北斗导航卫星的历史广播星历数据获得修正项参数的短时拟合值,进而对北斗导航卫星进行星历预测.最后,通过北斗导航卫星的实际星历数据验证了该修正模型对提高短时星历预测精度的可行性. 展开更多

关键词 北斗导航系统 短时星历预测 卫星轨道动力学 全球卫星导航系统

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空间碎片轨道预报中动力学模型基准的选取 被引量：4

5

作者 胡松华 汤靖师 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期43-57,共15页

在不同的轨道预报场景中,使用的动力学模型也不同.例如,在低轨空间碎片的预报中大气阻力是十分重要的摄动力,而到了中高轨,大气阻力就可以忽略不计.如何为不同轨道类型的空间碎片选择最优(满足精度要求下的最简)动力学模型还没有系统、... 在不同的轨道预报场景中,使用的动力学模型也不同.例如,在低轨空间碎片的预报中大气阻力是十分重要的摄动力,而到了中高轨,大气阻力就可以忽略不计.如何为不同轨道类型的空间碎片选择最优(满足精度要求下的最简)动力学模型还没有系统、详尽的研究.将对不同精度需求、不同轨道类型下的大批量轨道进行预报,通过比较不同动力学模型下的预报结果,给出各种预报场景的最优动力学模型建议.可以为不同轨道类型的空间碎片在轨道预报时选择基准动力学模型提供参考或标准. 展开更多

关键词 天体力学 地球 方法:数值 行星和卫星:动力学演化和稳定性

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基于无量纲的轨道参数开展卫星性质统计研究

6

作者 王吉绯 王炜 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-116,共11页

目前已发现了285颗围绕太阳系八大行星公转的卫星,它们的轨道和物理性质呈现了丰富多样性.目前为止,几乎所有的卫星研究工作都基于单个卫星系统或者卫星群,似乎缺少统一的研究.提出了一个新的与行星性质无关、只与恒星半径有关的轨道参... 目前已发现了285颗围绕太阳系八大行星公转的卫星,它们的轨道和物理性质呈现了丰富多样性.目前为止,几乎所有的卫星研究工作都基于单个卫星系统或者卫星群,似乎缺少统一的研究.提出了一个新的与行星性质无关、只与恒星半径有关的轨道参数n,定义为以太阳半径为单位的轨道半长轴的自然对数.不同行星的卫星的n值都存在双极分布,绝大部分卫星在n≥2区间,其次在n≤-1区间,位于中间区域的行星则很少.从卫星物理参数和轨道参数与n的关系中发现,分属六大行星的卫星有明显的共同特征.首先,轨道偏心率和轨道倾角偏大的卫星的n值都在3.5左右,它们都是巨行星的不规则卫星.其次,n值在-1和1之间的卫星绝大部分体积大、质量大、反照率高、自转速度慢.从文献中找到11颗系外卫星候选体,获得了它们轨道n值和卫星质量,发现后者也是在-1 <n<1区间最大,其他区间偏小.这些统一的规律暗示,太阳系内不同行星的卫星形成机制以及太阳系外卫星的形成机制可能一样或类似. 展开更多

关键词 行星和卫星:基本参数 行星和卫星:形成 行星和卫星:动力学演化和稳定性 原行星盘 太阳系外卫星

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星载GPS低轨卫星跟踪数据的建模与仿真 被引量：19

7

作者 赵春梅 欧吉坤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第6期1132-1134,1138,共4页

在研究星载GPS低轨卫星系统的基础上,建立了星载GPS低轨卫星跟踪数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误... 在研究星载GPS低轨卫星系统的基础上,建立了星载GPS低轨卫星跟踪数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误差模型反映了观测环境对信号的传播影响。同时可以调节和选择仿真模型的参数,仿真采用不同高度、具有不同星体参数的低轨卫星和具有不同误差大小的跟踪数据,这对于论证星载GPS定轨方案、评价定轨算法、设计GPS接收机等有一定的实用价值。 展开更多

关键词 卫星参数模型 卫星动力学模型 观测模型 误差仿真 仿真观测值

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基于VxWorks的卫星姿态确定系统实验教学 被引量：1

8

作者 杨照华 魏列江 +1 位作者 冯柏晨 邵辉 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第2期45-49,共5页

提出一种基于VxWorks操作系统的仿真机和Matlab RTW的卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统,用来模拟卫星姿态确定系统的工作模式。利用Matlab建立卫星姿态动力学模型和多种姿态确定算法,在目标仿真机中模拟卫星的姿态动力学特性以... 提出一种基于VxWorks操作系统的仿真机和Matlab RTW的卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统,用来模拟卫星姿态确定系统的工作模式。利用Matlab建立卫星姿态动力学模型和多种姿态确定算法,在目标仿真机中模拟卫星的姿态动力学特性以及姿态传感器特性,通过与实际的姿态测量部件提取真实的器件误差以及电子学噪声,完成对微纳卫星的姿态确定的计算机仿真与半物理仿真。根据卫星姿态确定的精度结果,评价姿态确定方法的有效性。通过卫星姿态确定的实验教学,引导和发挥学生的主观能动性,培养学生创新能力。 展开更多

关键词 卫星动力学 姿态确定 半物理仿真 实时系统仿真

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卫星光通信中耦合运动对光信号跟踪影响分析 被引量：8

9

作者 韩琦琦 马晶 +2 位作者 于思源 谭立英 王骐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期405-409,共5页

光通信终端与卫星平台的耦合运动是影响卫星光通信系统光信号跟踪性能的重要因素。以铱星系统星间链路为例,建立了卫星光通信终端与卫星平台相互耦合运动的数学模型,并进行了数值仿真。理论分析及仿真结果表明:卫星光通信终端与卫星平... 光通信终端与卫星平台的耦合运动是影响卫星光通信系统光信号跟踪性能的重要因素。以铱星系统星间链路为例,建立了卫星光通信终端与卫星平台相互耦合运动的数学模型,并进行了数值仿真。理论分析及仿真结果表明:卫星光通信终端与卫星平台相互耦合运动使系统粗跟踪误差增大,方位轴、俯仰轴最大误差分别为94μrad和98μrad,超过精瞄系统补偿范围。为确保星间激光链路通信性能,提出了光束粗跟踪控制补偿算法,并进行了相应的仿真实验,仿真结果表明:补偿后的控制算法将方位轴、俯仰轴最大跟踪误差降低为37μrad和41μrad,符合精瞄系统补偿要求,保证了系统跟踪性能。该结果对今后小卫星星座激光组网具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 空间光通信 卫星姿态动力学 跟踪误差

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卫星光通信终端二维转台运动参量对天线指向影响研究 被引量：7

10

作者 刘剑峰 韩琦琦 +2 位作者 于思源 马晶 谭立英 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期926-931,共6页

二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成... 二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成规律性变化;当方位轴、俯仰轴转角θh、θv分别为(π,0)、(-π,0)时,指向偏差出现最大值;随二维转台转动时间的增加,天线指向偏差略有增加,转动时间由10s增加到1000s时增幅仅为1%。其结果为补偿耦合运动影响,保证天线指向控制精度,提高卫星光通信终端星上应用的稳定性打下基础。 展开更多

关键词 卫星光通信 卫星姿态动力学 耦合运动 天线指向控制

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探究系外行星系统中行星质量排序熵的演化

11

作者 吴东红 《天文学报》 北大核心 2025年第3期55-61,共7页

研究定义了多行星系统中与质量排序有关的熵,并利用蒙特卡洛模拟和N体动力学数值模拟研究了行星系统动力学演化对行星质量排序熵的影响.结果表明,行星系统动力学演化过程中的碰撞、位置交换等行为会导致行星系统的质量排序熵发生变化.... 研究定义了多行星系统中与质量排序有关的熵,并利用蒙特卡洛模拟和N体动力学数值模拟研究了行星系统动力学演化对行星质量排序熵的影响.结果表明,行星系统动力学演化过程中的碰撞、位置交换等行为会导致行星系统的质量排序熵发生变化.位置交换会使系统的质量排序熵逐渐增加,而碰撞则可能导致系统质量排序熵减少.尽管系统的熵值可能减少,但当前系统的质量排序熵与当前系统所能达到的最大质量排序熵的比一直呈增加的趋势,表明系统是朝着平衡态的方向演化的.与开普勒多行星系统的比较发现,约16.9%±4.7%的开普勒多行星系统仍保持有序的质量排布,说明这些系统可能没有经历剧烈的动力学演化. 展开更多

关键词 方法:数值 方法:统计 行星与卫星:动力学演化与稳定性 熵

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微重力档板对脉冲加速度所激发流体晃动质心变动与卫星反馈力之功用

12

作者 洪儒珍 龙瀛天 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期13-27,共15页

半充满超流体氦Ⅱ传动贮箱受横向脉冲加速度所激发晃动力学之反应作了研讨。本文包括超流体氦Ⅱ的转动气泡在微重力下对脉冲力之反应，流体在晃动波激发下如何反馈给卫星，以及挡板对晃动力学之功用作了研讨。我动力学的数字模拟是建筑... 半充满超流体氦Ⅱ传动贮箱受横向脉冲加速度所激发晃动力学之反应作了研讨。本文包括超流体氦Ⅱ的转动气泡在微重力下对脉冲力之反应，流体在晃动波激发下如何反馈给卫星，以及挡板对晃动力学之功用作了研讨。我动力学的数字模拟是建筑在非惯性卫星贴体座标上，模拟结果作了讨论。 展开更多

关键词 晃动力学 流体反馈力 质心 卫星动力学 加速度

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半分析方法在地球卫星100yr尺度长期预报中的性能评估 被引量：4

13

作者 王大为 汤靖师 +2 位作者 刘林 马朝伟 郝世锋 《天文学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期20-45,共26页

为了能够充分掌握空间目标的长期演化规律和分布情况,对它们的轨道进行长期预报是一种常用的方法.相比于几天的短期预报,长期预报更加关心计算速度以及几个主要轨道根数的精度.这里的主要根数指的是决定轨道形状的半长径a和偏心率e以及... 为了能够充分掌握空间目标的长期演化规律和分布情况,对它们的轨道进行长期预报是一种常用的方法.相比于几天的短期预报,长期预报更加关心计算速度以及几个主要轨道根数的精度.这里的主要根数指的是决定轨道形状的半长径a和偏心率e以及决定轨道空间指向的轨道倾角i和升交点经度?.考虑到以上这些需求,半分析方法是一种十分合适的预报手段.它首先在一个轨道周期内消除短周期项,而后用数值方法计算剩下的平均系统.虽然半分析法不是一种新方法,但几乎找不到定量评估其性能的文献.定量给出了半分析法在常用地球卫星轨道中的精度和速度,通过这些结果可以帮助了解半分析法在长期预报中的适用性.对于半分析法在一些特殊算例中的异常表现,也讨论了原因和可能的解决方法.在半分析的实现方法和精度选择上,均采用了比较通用的方法,希望结果可以为相关半分析工作提供有价值的参考. 展开更多

关键词 天体力学 行星与卫星:动力学演化 方法:分析

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在轨装配小卫星结构振动特性分析 被引量：1

14

作者 冯砚博 施伟璜 +4 位作者 王智磊 赵强 杨玉恒 张泽华 冯浩龙 《载人航天》 CSCD 北大核心 2021年第6期742-747,共6页

针对在轨装配卫星的结构动力学要求,提出基于固有模态的卫星本体结构动力学特性快速分析与辨识方法。建立了小型卫星基体动力学模型,并结合有限元计算对框架式模块化结构和多层平台堆栈式的刚度特性比较分析。结果表明,在30 kg量级上框... 针对在轨装配卫星的结构动力学要求,提出基于固有模态的卫星本体结构动力学特性快速分析与辨识方法。建立了小型卫星基体动力学模型,并结合有限元计算对框架式模块化结构和多层平台堆栈式的刚度特性比较分析。结果表明,在30 kg量级上框架式本体结构布局具有更高的基频,可靠性和稳定性更好,功能也更加灵活,具有更好的适应性。 展开更多

关键词 在轨装配 小卫星结构动力学 框架梁式布局 多层平台堆栈式 可靠性

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基于Bernese的LAGEOS卫星精密定轨数据分析 被引量：2

15

作者 张小贞 卢晓春 孔垚 《导航定位学报》 CSCD 2022年第1期29-35,共7页

高精度的激光地球动力学卫星(LAGEOS)的轨道信息是利用LAGEOS的激光测距数据进行测站坐标、地球自转参数、尺度、地心等大地测量参数精确解算的重要基础。针对现有对LAGEOS轨道确定仅使用定轨残差作为轨道评估方法,缺少对LAGEOS轨道的... 高精度的激光地球动力学卫星(LAGEOS)的轨道信息是利用LAGEOS的激光测距数据进行测站坐标、地球自转参数、尺度、地心等大地测量参数精确解算的重要基础。针对现有对LAGEOS轨道确定仅使用定轨残差作为轨道评估方法,缺少对LAGEOS轨道的外部比较评估这一问题,提出利用伯尔尼(Bernese)全球卫星导航系统(GNSS)软件(Software)5.2版,对LAGEOS-1/2卫星进行精密定轨策略研究,采用定轨残差统计、外部轨道比较、地球自转参数精度评估的方法,对精密定轨策略进行全面评估。使用LAGEOS-1/2卫星2020年激光测距数据,进行精密定轨策略验证,结果表明:LAGEOS-1/2卫星定轨残差均方根值分别为0.91和0.85 cm;与国际激光测距服务中心产品相比,LAGEOS-1卫星径向、切向、法向轨道精度分别为0.46、2.13、1.54cm,LAGEOS-2卫星径向、切向、法向轨道精度分别为0.42、2.33、1.95 cm;极移解算结果与国际地球自转服务C04产品相比,X方向分量和Y方向分量的精度分别为0.24毫角秒和0.26毫角秒,日长精度为72.87μs。 展开更多

关键词 卫星激光测距 精密定轨 激光地球动力学卫星 极移 日长

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用lageos1和lageos2激光测距资料联合解地球定向参数 被引量：2

16

作者 冯初刚 朱元兰 张飞鹏 《天文学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期189-196,共8页

为了响应国际地球自转服务中心(IERS)和国际激光测距服务中心(ILRS)的呼吁,上海天文台天文地球动力学研究中心参加了对激光测距卫星lageos1、lageos2的资料的分析、计算,提交了关于地球定向参数(EOP)(1998-2001)的联合(lageos1、lageos2... 为了响应国际地球自转服务中心(IERS)和国际激光测距服务中心(ILRS)的呼吁,上海天文台天文地球动力学研究中心参加了对激光测距卫星lageos1、lageos2的资料的分析、计算,提交了关于地球定向参数(EOP)(1998-2001)的联合(lageos1、lageos2)解算结果报告:(SHAO)2002 L 01 利用更精细化的和改正了的计算EOP的模型,获得了EOP(SHAO)2002 L 01系列。该系列与同时期的IERS的EOP(IERS)C04相比,符合程度:极移X_p、Y_p好于0.35mas,日长变化D_u好于0.030ms。 展开更多

关键词 激光测距 地球定向参数 卫星动力学 地球自转

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应用卫卫跟踪数据恢复地球重力场的模拟分析 被引量：3

17

作者 张兴福 沈云中 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1410-1413,共4页

探讨了应用卫卫跟踪(SST)卫星星历、星间距离和星间距离变率数据来恢复地球重力场的数学模型和算法,利用卫星动力学法恢复了直到40阶的地球重力场模型.结果表明:在仅模拟5 cm轨道误差、10μm星间距离误差及1μm.s-1星间距离变率误差的... 探讨了应用卫卫跟踪(SST)卫星星历、星间距离和星间距离变率数据来恢复地球重力场的数学模型和算法,利用卫星动力学法恢复了直到40阶的地球重力场模型.结果表明:在仅模拟5 cm轨道误差、10μm星间距离误差及1μm.s-1星间距离变率误差的情况下,采用星间距离恢复的结果比采用星间距离变率恢复的结果精度要高,说明SST距离测量比SST距离变率测量对重力场的扰动更敏感. 展开更多

关键词 卫卫跟踪 卫星动力学法 重力场模型

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土卫八新运动理论的比较研究

18

作者 沈凯先 乔荣川 刘建荣 《天文学报》 CSCD 北大核心 1998年第4期353-361,共9页

通过归算土卫八轨道根数200年的变化将一个最新的高精度土卫运动理论TASS与经典理论作比较，并用20年现代照相观测资料作理论预报精度的归算．归算表明，在一定时期内TASS与经典理论有较好的一致，但其根数长期变化的差很快变大．由此... 通过归算土卫八轨道根数200年的变化将一个最新的高精度土卫运动理论TASS与经典理论作比较，并用20年现代照相观测资料作理论预报精度的归算．归算表明，在一定时期内TASS与经典理论有较好的一致，但其根数长期变化的差很快变大．由此指出，TASS的合理性和进入实用还有待对更长时期大量高精度观测作实算． 展开更多

关键词 自然卫星动力学 土星 卫星 运动理论

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非最小相位控制器的应用研究

19

作者 关晓东 佘海鹰 曲广吉 《航天器工程》 1999年第3期8-14,共7页

提出了一种非最小相位控制器,讨论了其在中继卫星上的应用。首先建立了带有偏置动量控制的中继卫星本体动力学方程;然后重点分析了这种控制器的控制特性及其优、缺点;最后,进行了控制系统的仿真计算。

关键词 姿态控制 卫星动力学 非最小相位控制 仿真

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GPS观测数据的建模与仿真 被引量：2

20

作者 朱伟刚 陶春燕 《海洋测绘》 2007年第5期26-30,共5页

在研究GPS系统的基础上建立了GPS观测数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误差模型反映了观测环境对信... 在研究GPS系统的基础上建立了GPS观测数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误差模型反映了观测环境对信号传播的影响。同时可以调节和选择仿真模型的参数,仿真选择了地面静态和地面低动态的观测数据,这对于论证GPS定轨、导航算法、设计GPS接收机等有一定的实用价值。 展开更多

关键词 卫星参数模型 卫星动力学模型 观测模型 误差仿真 仿真观测值

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