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基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形
1
作者
王功波
郗晓宁
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第2期10-14,共5页
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,可以实现高纬度地区长时间的通信和预警,具有重要的军事应用价值。大椭圆轨道编队飞行可实现空间磁场探测、信息干扰等特殊空间任务,有必要研究大椭圆轨道的多航天器协同运动理论。...
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,可以实现高纬度地区长时间的通信和预警,具有重要的军事应用价值。大椭圆轨道编队飞行可实现空间磁场探测、信息干扰等特殊空间任务,有必要研究大椭圆轨道的多航天器协同运动理论。完善了以相对轨道根数为变量的大椭圆编队相对运动模型,分析了模型的误差。推导并证明了几种特殊的伴随星相对运动轨迹:直线、圆、椭圆,给出了两颗以及三颗卫星形成特殊编队构形的条件。仿真结果表明,在二体条件下,对近距离大椭圆轨道航天器的相对运动,编队具有较高的精度。论文研究结论可为大椭圆轨道航天器编队构形初步设计提供理论指导。
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关键词
大椭圆
轨道
相对轨道根数
相对
构形
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职称材料
卫星编队飞行中C-W方程与轨道根数法的比较
被引量:
24
2
作者
高云峰
宝音贺西
李俊峰
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2003年第8期799-804,共6页
目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy_Wiltshire(C_W)方程· 但根据特例及定性分析,表明C_W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从...
目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy_Wiltshire(C_W)方程· 但根据特例及定性分析,表明C_W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从星的能量也不守恒· 以卫星轨道根数为基础,提出了卫星编队飞行中的相对轨道根数法,克服了C_W方程的局限性,物理概念清楚,应用范围广,解的周期性成为自然结论· 在主星为小偏心率的情况下,得到了简化的相对运动方程· 最后对两种方法进行了比较。
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关键词
卫星编队飞行
相对
运动
C-W方程
相对轨道根数
周期解
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职称材料
大椭圆轨道航天器编队飞行相对运动分析
被引量:
7
3
作者
安雪滢
杨乐平
+1 位作者
张为华
郗晓宁
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期1-5,共5页
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长...
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长期近距离编队的必要条件,分析了相对轨道根数对线性化模型精度及其动力学特性的影响。仿真结果表明,相对运动模型在轨道远地点处精度较高,适当选择相对轨道根数可设计出满足任务要求的编队轨道。
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关键词
大椭圆
轨道
编队飞行
相对
运动
运动学法
相对轨道根数
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职称材料
摄动椭圆参考轨道的相对运动状态转移方程
被引量:
2
4
作者
吴宝林
曹喜滨
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期702-706,共5页
当面质比不同的主从卫星在近地轨道上作编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动就成为影响编队队形的两个最主要的因素,这样描述相对运动的状态转移方程必须考虑这两项摄动。该文利用相对轨道要素法推导了包含J2项摄动和大气阻力摄动参考轨...
当面质比不同的主从卫星在近地轨道上作编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动就成为影响编队队形的两个最主要的因素,这样描述相对运动的状态转移方程必须考虑这两项摄动。该文利用相对轨道要素法推导了包含J2项摄动和大气阻力摄动参考轨道为椭圆的卫星编队相对运动较精确的状态转移方程。当主从卫星的面质比相等时大气阻力摄动对卫星编队队形的影响很小而可以忽略,这样上面的状态转移方程可以化为更简单的形式。仿真结果表明该状态转移方程能较精确的预测编队飞行的相对运动。
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关键词
卫星编队飞行
状态转移方程
相对轨道根数
摄动
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职称材料
非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法研究
被引量:
17
5
作者
杜荣华
张翔
+2 位作者
王宁
汪玲
张兴星
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期621-633,共13页
提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法。在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的...
提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法。在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的精确识别。在目标仅视线角可观测的条件下,基于相对轨道根数建立相对运动方程,并利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)构建仅测角相对导航滤波器以推导出主动星和目标之间的相对运动状态。最后通过搭建的半物理仿真平台,对该方法在3种轨道场景中的性能进行了仿真测试,结果显示,当卫星姿态确定的指向精度在优于3″的条件下,该方法的目标检测正确率在96%以上,提出的仅测角相对导航滤波器的相对定轨精度在所测距离范围的1%以内。
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关键词
非合作目标检测
自主交会
视觉跟踪
仅测角
相对
导航
相对轨道根数
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职称材料
一种立方星编队重构多脉冲机动规划方法
被引量:
2
6
作者
徐根
刘幸川
+1 位作者
陈丹鹤
廖文和
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期1533-1543,共11页
针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析...
针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析了近地轨道J 2摄动和大气阻力摄动对相对轨道的影响,并基于线性化的状态转移模型提出了迭代优化策略,以降低立方星在摄动影响下的轨道机动误差。仿真结果表明,所提出的多脉冲机动规划算法在不同任务条件下均可获得有效的机动规划,迭代优化策略可有效地提高终点位置的精度,在基于高精度轨道递推搭建的任务仿真中也验证了算法的有效性,可用于立方星编队构建和重构任务。
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关键词
立方星编队
相对轨道根数
多脉冲机动规划
迭代优化
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职称材料
题名
基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形
1
作者
王功波
郗晓宁
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第2期10-14,共5页
基金
国防科技大学研究生创新资助项目(080104)
文摘
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,可以实现高纬度地区长时间的通信和预警,具有重要的军事应用价值。大椭圆轨道编队飞行可实现空间磁场探测、信息干扰等特殊空间任务,有必要研究大椭圆轨道的多航天器协同运动理论。完善了以相对轨道根数为变量的大椭圆编队相对运动模型,分析了模型的误差。推导并证明了几种特殊的伴随星相对运动轨迹:直线、圆、椭圆,给出了两颗以及三颗卫星形成特殊编队构形的条件。仿真结果表明,在二体条件下,对近距离大椭圆轨道航天器的相对运动,编队具有较高的精度。论文研究结论可为大椭圆轨道航天器编队构形初步设计提供理论指导。
关键词
大椭圆
轨道
相对轨道根数
相对
构形
Keywords
highly elliptic orbit
relative orbit elements
relative formation
分类号
V412 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
卫星编队飞行中C-W方程与轨道根数法的比较
被引量:
24
2
作者
高云峰
宝音贺西
李俊峰
机构
清华大学工程力学系
出处
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2003年第8期799-804,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(10202008)
中国博士后基金资助项目((2001)31)
文摘
目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy_Wiltshire(C_W)方程· 但根据特例及定性分析,表明C_W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从星的能量也不守恒· 以卫星轨道根数为基础,提出了卫星编队飞行中的相对轨道根数法,克服了C_W方程的局限性,物理概念清楚,应用范围广,解的周期性成为自然结论· 在主星为小偏心率的情况下,得到了简化的相对运动方程· 最后对两种方法进行了比较。
关键词
卫星编队飞行
相对
运动
C-W方程
相对轨道根数
周期解
Keywords
satellite formation flying
relative motion
C-W' s equation
relative orbital element method
periodic solution
分类号
V412 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
大椭圆轨道航天器编队飞行相对运动分析
被引量:
7
3
作者
安雪滢
杨乐平
张为华
郗晓宁
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期1-5,共5页
基金
国家863基金资助项目(2003AA769030)
文摘
大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长期近距离编队的必要条件,分析了相对轨道根数对线性化模型精度及其动力学特性的影响。仿真结果表明,相对运动模型在轨道远地点处精度较高,适当选择相对轨道根数可设计出满足任务要求的编队轨道。
关键词
大椭圆
轨道
编队飞行
相对
运动
运动学法
相对轨道根数
Keywords
highly elliptic orbit
formation flying
relative mot ion
kinematic method
relative orbital elements
分类号
V412 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
摄动椭圆参考轨道的相对运动状态转移方程
被引量:
2
4
作者
吴宝林
曹喜滨
机构
哈尔滨工业大学卫星技术研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期702-706,共5页
基金
微型航天器新概念新机理研究(973-51312)
文摘
当面质比不同的主从卫星在近地轨道上作编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动就成为影响编队队形的两个最主要的因素,这样描述相对运动的状态转移方程必须考虑这两项摄动。该文利用相对轨道要素法推导了包含J2项摄动和大气阻力摄动参考轨道为椭圆的卫星编队相对运动较精确的状态转移方程。当主从卫星的面质比相等时大气阻力摄动对卫星编队队形的影响很小而可以忽略,这样上面的状态转移方程可以化为更简单的形式。仿真结果表明该状态转移方程能较精确的预测编队飞行的相对运动。
关键词
卫星编队飞行
状态转移方程
相对轨道根数
摄动
Keywords
Satellite formatin flying
State transition equation
relative orbit element
perturbation
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法研究
被引量:
17
5
作者
杜荣华
张翔
王宁
汪玲
张兴星
机构
南京理工大学机械工程学院
南京航空航天大学电子信息工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期621-633,共13页
基金
国家自然科学基金(61803204)
江苏省自然科学基金(BK20180465)。
文摘
提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法。在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的精确识别。在目标仅视线角可观测的条件下,基于相对轨道根数建立相对运动方程,并利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)构建仅测角相对导航滤波器以推导出主动星和目标之间的相对运动状态。最后通过搭建的半物理仿真平台,对该方法在3种轨道场景中的性能进行了仿真测试,结果显示,当卫星姿态确定的指向精度在优于3″的条件下,该方法的目标检测正确率在96%以上,提出的仅测角相对导航滤波器的相对定轨精度在所测距离范围的1%以内。
关键词
非合作目标检测
自主交会
视觉跟踪
仅测角
相对
导航
相对轨道根数
Keywords
Uncooperative target detection
Autonomous rendezvous
Visual tracking
Angles-only relative navigation
Relative orbital elements
分类号
V249.32 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
一种立方星编队重构多脉冲机动规划方法
被引量:
2
6
作者
徐根
刘幸川
陈丹鹤
廖文和
机构
南京理工大学机械工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期1533-1543,共11页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(51905272)。
文摘
针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析了近地轨道J 2摄动和大气阻力摄动对相对轨道的影响,并基于线性化的状态转移模型提出了迭代优化策略,以降低立方星在摄动影响下的轨道机动误差。仿真结果表明,所提出的多脉冲机动规划算法在不同任务条件下均可获得有效的机动规划,迭代优化策略可有效地提高终点位置的精度,在基于高精度轨道递推搭建的任务仿真中也验证了算法的有效性,可用于立方星编队构建和重构任务。
关键词
立方星编队
相对轨道根数
多脉冲机动规划
迭代优化
Keywords
Cubesat formation
Relative orbit elements
Multi-impulse maneuver planning
Iterative optimization
分类号
V448.234 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形
王功波
郗晓宁
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
0
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职称材料
2
卫星编队飞行中C-W方程与轨道根数法的比较
高云峰
宝音贺西
李俊峰
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2003
24
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职称材料
3
大椭圆轨道航天器编队飞行相对运动分析
安雪滢
杨乐平
张为华
郗晓宁
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
7
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职称材料
4
摄动椭圆参考轨道的相对运动状态转移方程
吴宝林
曹喜滨
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
2
在线阅读
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职称材料
5
非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法研究
杜荣华
张翔
王宁
汪玲
张兴星
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
17
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职称材料
6
一种立方星编队重构多脉冲机动规划方法
徐根
刘幸川
陈丹鹤
廖文和
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
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