检索结果-内蒙古大学图书馆

武汉大学学报(信息科学版) 2025年第4期50卷 637-646页

作者：曹建峰满海钧王文彬王俊魁刘山洪鞠冰张宇北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 航天系统部北京100094

针对地月空间星间链路的应用需求,建立了双向单程测量的观测模型,在广义相对论参考框架下实现了求和组合算法。以地月空间远距离逆行轨道(distant retrograde orbit,DRO)探索任务为背景,开展利用星间链路测量的多探测器联合定轨能力分... 详细信息

针对地月空间星间链路的应用需求,建立了双向单程测量的观测模型,在广义相对论参考框架下实现了求和组合算法。以地月空间远距离逆行轨道(distant retrograde orbit,DRO)探索任务为背景,开展利用星间链路测量的多探测器联合定轨能力分析。结果表明,星间链路测量具备独立支持轨道计算的能力,在仅有DRO卫星与共振轨道卫星星间链路时,需要10 d以上弧段来获取优于百米的绝对轨道精度,近地轨道(low Earth orbit,LEO)卫星的加入使得观测弧段缩短至5 d;如果融合使用LEO卫星自定位数据,观测弧段可进一步缩短至1 d。分析还表明,星间链路测量系统差的解算是制约定轨收敛的重要因素,因此在预处理阶段有必要完成设备延迟、钟差、传播介质等引入的系统性误差的标校。

关键词：地月空间星间链路精密定轨

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火星探测器斜坡多普勒频率数据处理及定轨应用

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第2期55卷 93-102页

作者：孙尚彪鄢建国王波王宏曹建峰刘山洪 BARRIOT Jean-Pierre 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 上海市深空探测技术重点实验室上海201109 北京跟踪与通信技术研究所北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094

针对我国后续深空探测任务的测控需求,本文详细研究了射电跟踪数据中斜坡多普勒频率数据的处理方法,研制了一套火星探测器精密定轨实测数据处理软件.本文处理了MRO探测器2007年1月的斜坡多普勒频率数据,成功实现了精密定轨.结果表明,定... 详细信息

针对我国后续深空探测任务的测控需求,本文详细研究了射电跟踪数据中斜坡多普勒频率数据的处理方法,研制了一套火星探测器精密定轨实测数据处理软件.本文处理了MRO探测器2007年1月的斜坡多普勒频率数据,成功实现了精密定轨.结果表明,定轨后残差的RMS在0.74‒1.19 mm/s之间,均值约为0.81 mm/s,重建轨道的位置精度达到米级,速度精度达到毫米级,与JPL发布轨道的精度相近,并进一步探讨了大气阻力和太阳光压力的取值对MRO探测器轨道精度的影响.这一研究可为我国后续深空探测任务的射电数据处理提供技术支持.

关键词：火星 MRO探测器精密定轨斜坡多普勒

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地月空间单程测量观测建模与算法实现

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深空探测学报(中英文) 2025年第1期12卷 50-57页

作者：曹建峰满海钧黄勇王文彬刘山洪周之金北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室中国科学院上海天文台中国科学院空间应用工程与技术中心

针对地月空间星地、星间链路观测建模与应用算法开展研究。根据测量原理，在广义相对论参考框架下详细推导了单程测量的观测建模方法；通过求和组合与求差组合给出了钟差消去与钟差解算的方法；根据求和组合观测模型的特征，推导了原时... 详细信息

针对地月空间星地、星间链路观测建模与应用算法开展研究。根据测量原理，在广义相对论参考框架下详细推导了单程测量的观测建模方法；通过求和组合与求差组合给出了钟差消去与钟差解算的方法；根据求和组合观测模型的特征，推导了原时与坐标时差异变化的计算公式，并给出了具体的算法实现；结合典型轨道算例分析了相对论效应对单程测量建模的影响。结果表明，相对论效应引起的地月空间位置转换差异在10 m量级，原时与坐标时的差异每天变化数10μs，是高精度导航建模必须考虑的因素，提出的建模算法可服务地月空间高精度导航应用。

关键词：地月空间星间链路观测建模精密定轨原时

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伴飞精准驻留的轨道控制路径优化方法

航天技术与工程学报

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航天技术与工程学报 2025年第2期2卷 74-82页

作者：李革非李皓皓盛庆轩马传令北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学重点实验室北京100094

针对航天器相对空间平台停泊点伴飞精准驻留的需求,基于轨道相对运动模型建立了精准驻留的目标参数模型,构建了驻留转移和驻留保持一体化的轨道控制方程。基于偏心率矢量之差的反向方向角确定了优化的轨道控制位置,以停泊点距离和转移... 详细信息

针对航天器相对空间平台停泊点伴飞精准驻留的需求,基于轨道相对运动模型建立了精准驻留的目标参数模型,构建了驻留转移和驻留保持一体化的轨道控制方程。基于偏心率矢量之差的反向方向角确定了优化的轨道控制位置,以停泊点距离和转移时间为规划变量提出了两种轨道控制路径优化方法,设计了多停泊点驻留转移和驻留保持的轨道控制策略。仿真结果表明,基于两种路径优化方法均实现了迹向速度增量条件下的伴飞精确驻留,验证了方法的正确性,可应用于航天器精准伴随飞行控制。

关键词：伴随飞行轨道控制停泊点驻留路径优化

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月面采样任务中的多视角联合视觉定位方法

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宇航学报 2025年第4期 796-807页

作者：刘传凯王艺张济韬于天一黄开启张作宇王晓雪胡晓东江西理工大学电气工程与自动化学院北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室

在嫦娥六号月球背面采样任务中，机械臂连杆的柔性形变使得机械臂末端位置与预期存在误差，需要依靠末端相机引导才能实现精确操作。针对此问题，提出了无需预先标定靶标位置的多特征联合鲁棒视觉定位方法，利用相机、罐口以及靶标之间... 详细信息

在嫦娥六号月球背面采样任务中，机械臂连杆的柔性形变使得机械臂末端位置与预期存在误差，需要依靠末端相机引导才能实现精确操作。针对此问题，提出了无需预先标定靶标位置的多特征联合鲁棒视觉定位方法，利用相机、罐口以及靶标之间的相对位姿关系，建立了基于成像逆投影的多视角联合平差测量模型，分析了靶标已知与未知情况下相机位姿误差对优化函数的影响；并利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法进行优化迭代，实现了多视角下相机位姿以及靶标位置的联合求解。与传统方法相比，该方法不仅可以实现机械臂在采样过程中的精确引导，也可对靶标位置进行实时准确标定，提高了采样过程中视觉定位的灵活性和机械臂操作的视觉引导能力。实验结果表明，该方法可在靶标位置未知时实现精确的定位引导，引导精度优于2 mm，验证了方法的有效性。

关键词：嫦娥六号探测器月球背面采样视觉定位采样机械臂多视角联合优化

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面向探月卫星景象导航的局部基准图制备

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光学精密工程 2012年第8期20卷 1838-1845页

作者：卜彦龙唐歌实王美航天飞行动力学重点实验室北京航天飞行控制中心北京100094

为了可靠制备月球卫星景象辅助导航和着陆过程中的月面局部基准图,分析了月面局部基准图制备过程中出现的相关问题和解决方法。结合"嫦娥二号"月球卫星测控和导航实际约束条件分析了各种误差的起因及限制方法,给出了基于美国... 详细信息

为了可靠制备月球卫星景象辅助导航和着陆过程中的月面局部基准图,分析了月面局部基准图制备过程中出现的相关问题和解决方法。结合"嫦娥二号"月球卫星测控和导航实际约束条件分析了各种误差的起因及限制方法,给出了基于美国月球勘测轨道飞行器相机(LROC)全月面基准影像图的月面局部基准图制备算法。实验结果表明,按照所提方法生成的局部基准图与"嫦娥二号"局部正摄投影图像面特征一致,由映射变换产生的图像坐标最大定位误差为7.065 1m,观测图尺寸为20km×20km时的最大形变偏差为6.18m,正摄投影图像面特征和定位偏差均能够满足月球卫星景象导航定位精度的要求。

关键词：月球卫星景象匹配导航月球局部基准图约束条件误差分析

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行星际扰动和地磁活动对GEO相对论电子影响

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地球物理学报 2013年第10期56卷 3223-3235页

作者：张晓芳刘俊吴耀平周率刘松涛 61741部队航天飞行动力学技术重点实验室北京航天飞行控制中心

利用1988—2010年小时平均的GOES卫星数据,对地球同步轨道(GEO)相对论电子变化进行了统计分析,研究了相对论电子通量(Fe)增强事件的发展过程,探讨了利于相对论电子通量增强的太阳风和地磁活动条件.主要结论如下:(1)GEO相对论电子通量即... 详细信息

利用1988—2010年小时平均的GOES卫星数据,对地球同步轨道(GEO)相对论电子变化进行了统计分析,研究了相对论电子通量(Fe)增强事件的发展过程,探讨了利于相对论电子通量增强的太阳风和地磁活动条件.主要结论如下:(1)GEO相对论电子通量即使是峰值,也具有明显的地方时特性,最大电子通量出现在磁正午时.午/夜电子通量比率随着太阳风速度(Vsw)增加而增大;在Dst>-50nT时相对论电子具有规则的地方时变化.在太阳活动下降相,电子通量与各参数的相关性较好,与其相关性最好的Vsw、Kp指数以及三次根号下的太阳风密度(N)分别出现在电子通量前39~57h、57~80h和12~24h.(2)强(日平均电子通量峰值Femax≥104 pfu)相对论电子事件,在距离太阳活动谷年前两年左右和春秋分期间发生率最高,较弱(104>Femax≥103 pfu)事件无此特点;大部分强相对论电子事件中,电子通量在磁暴主相开始增加,较弱事件中则在恢复相开始回升.(3)太阳风密度变化对相对论电子事件的发展具有重要指示作用.电子通量在太阳风密度极大值后0~1天达到极小值,太阳风密度极小值后0~2天达到极大值.(4)90%以上相对论电子事件是在磁暴及高速太阳风的条件下发生的,与其伴随的行星际参数和地磁活动指数极值满足以下条件:Vswmax>516km/s,Dstmin<-31nT,Nmin<2.8cm-3,Nmax>14.1cm-3,Bzmin<-2.9nT,AEmax>698nT.(5)磁暴过程中,Dstmin后日平均电子通量大于103 pfu的发生概率为53%左右,强/弱相对论电子事件占总数比例分别为36%/64%左右,磁暴强度对其无影响.磁暴过程中的Vsw、N和AE指数大小对于能否引起相对论电子增强起着指示作用.

关键词：相对论电子磁暴亚暴太阳风地球同步轨道

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基于天基光学测角的高轨空间目标轨道确定

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光学学报 2021年第19期41卷 147-153页

作者：刘磊曹建峰北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室北京100094

受到距离和观测条件等因素的影响,地基设施对高轨空间目标的观测能力有限,但天基观测设施可以有效突破地基设施的观测局限,从而提高对高轨空间目标的观测效率和精度。基于此,结合当前天基测量技术的现状,研究基于天基光学测角的高轨空... 详细信息

受到距离和观测条件等因素的影响,地基设施对高轨空间目标的观测能力有限,但天基观测设施可以有效突破地基设施的观测局限,从而提高对高轨空间目标的观测效率和精度。基于此,结合当前天基测量技术的现状,研究基于天基光学测角的高轨空间目标轨道确定方法,包括初始轨道确定方法和轨道改进方法。针对观测量类型对轨道确定结果的影响,推导直接利用天基观测角度的轨道改进方法,以及基于天基观测方向矢量的轨道改进方法。利用仿真数据和实测数据对两种改进方法进行比较。研究结果表明,基于天基观测方向矢量解算得到的高轨目标轨道精度相对较高,可为我国空间态势感知体系的建设提供有益借鉴。

关键词：测量空间目标轨道确定天基光学空间监视空间态势感知

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嫦娥五号平动点拓展任务轨道方案研究

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宇航学报 2022年第3期43卷 293-300页

作者：刘磊刘勇陈明谢剑锋马传令北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室北京100094

中国嫦娥五号探测器成功实现月球采样返回任务,为最大限度利用任务资源,研究了利用嫦娥五号轨道器的平动点拓展任务轨道方案,设计了平动点轨道及其转移轨道。首先,给出了任务轨道设计的轨道动力学模型,包括圆型限制性三体问题模型和精... 详细信息

中国嫦娥五号探测器成功实现月球采样返回任务,为最大限度利用任务资源,研究了利用嫦娥五号轨道器的平动点拓展任务轨道方案,设计了平动点轨道及其转移轨道。首先,给出了任务轨道设计的轨道动力学模型,包括圆型限制性三体问题模型和精确力模型。其次,基于嫦娥二号和嫦娥5T1平动点拓展任务设计经验,介绍了平动点轨道直接转移与入轨等轨道设计方法。最后,基于嫦娥五号轨道器与返回器分离后的状态,设计了包括日地Lissajous轨道、地月Lyapunov轨道和NRHO轨道的平动点拓展任务方案,其中日地Lissajous轨道方案分别考虑了轨道器规避机动至不同近地点高度的情况,地月Lyapunov轨道方案采用月球借力转移方式并且涵盖了地月L1和L2点,NRHO轨道方案包括直接深空机动转移和经日地L1点转移的方式。研究结果表明,拓展任务方案所需速度增量不超过400 m/s,最小为103 m/s,转移飞行时间基本不超过90天,最短为70天,研究方案可为嫦娥五号轨道器拓展飞行任务提供有益参考,实现了我国首次日地L1点探测飞行。

关键词：嫦娥五号平动点转移轨道拓展任务轨道设计

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组合体与飞船联合轨道维持

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宇航学报 2013年第12期34卷 1584-1591页

作者：李革非宋军谢剑锋北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室北京100094

通过组合体与飞船联合轨道维持解决了组合体和飞船轨道多特征参数的控制问题。建立了升交点经度、轨道高度和偏心率的控制方程以及基于时间关联特性的升交点赤经和制动点高度耦合控制方程和偏心率保持的双冲量耦合控制方程。结合组合体... 详细信息

通过组合体与飞船联合轨道维持解决了组合体和飞船轨道多特征参数的控制问题。建立了升交点经度、轨道高度和偏心率的控制方程以及基于时间关联特性的升交点赤经和制动点高度耦合控制方程和偏心率保持的双冲量耦合控制方程。结合组合体与飞船的飞行特点,制定了组合体轨道维持实现升交点赤经和轨道偏心率以及飞船轨道维持实现制动点高度的联合控制策略。耦合控制方程使得组合体和飞船轨道维持的控制量分配合理,融合了各次控制之间存在的耦合影响,设计了联合轨道维持策略迭代计算流程。基于神舟九号交会对接飞行过程,通过多组仿真算例校验了组合体与飞船轨道多特征参数的联合优化控制,具有较好的工程应用价值。

关键词：轨道控制升交点赤经轨道高度轨道偏心率联合优化

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