宇航學報最新期刊目錄

木星借力飛行過程誤差演化分析————作者：曹知遠;齊毅;喬棟;

摘要：針對天體借力飛行中的誤差傳播，以木星借力為例，應用高階泰勒多項式研究軌道狀態誤差在天體借力飛行過程中的傳播規律。首先，給出天體借力飛行動力學模型和參考軌跡。隨后，利用集成微分代數和多項式代數的Jet Transport方法，推導參考軌跡中天體借力飛行狀態誤差的泰勒展開式。基于解析的誤差泰勒展開式分析初始速度誤差對天體借力飛行中木心軌道狀態的作用。最后，研究天體借力飛行過程中不同時刻參考軌跡上速度擾...

時滯與未知擾動下航天器時變編隊最優協同跟蹤————作者：岳曉奎;魏鉑淞;黨朝輝;代洪華;呂茂隆;

摘要：針對航天器編隊實現快速低能耗構形恢復與保持的需求，研究編隊在通訊時滯與未知擾動下的構形跟蹤問題，提出一種抗擾時滯最優協同控制器。為進一步縮短構形恢復時間并降低編隊總體燃料消耗，基于構形標稱連邊與實時連邊之間的邊誤差，以編隊構形的連邊為對象引導編隊協同；進而設計了融合“邊誤差”與“控制耦合”的時滯非線性性能指標，通過構造不變流形實現對該非線性指標最優解的漸進逼近，建立了動態最優反饋控制器；同時通過擾...

波音“星際客機”滯留國際空間站乘組“太空營救”事件淺析————作者：蔡琴;管春磊;張田;吳大蔚;彭祺擘;邢雷;

摘要：2025年3月19日，滯留國際空間站（ISS）的兩名美國航天員搭乘美國SpaceX公司的載人“龍”飛船返回地球，結束了9個月的在軌駐留。詳述了SpaceX公司載人“龍”飛船的營救過程，并基于此次營救任務的實踐，對載人航天探索提出了若干思考與建議，旨在為后續的載人任務規劃與實施提供有益參考

非精確概率輸入下的貝葉斯模型更新方法及其應用————作者：王昊昊;李璐祎;劉昱杉;

摘要：貝葉斯模型更新（BMU）是航空航天工程當中，縮小結構數值模型與真實物理模型之間偏差的一種實用方法。然而在航空航天工程中，由于數據稀疏或知識缺乏，結構輸入變量先驗分布非精確的情況普遍存在。針對非精確先驗概率下如何高效地進行貝葉斯模型更新的問題，首先通過將非精確先驗分布下的BMU問題等價轉化為相應的可靠性分析問題，建立了基于嵌套可靠性方法（NRA）和增廣可靠性方法（ARA）的兩類非精確先驗分布下的BM...

高超聲速變外形飛行器固定時間抗飽和控制————作者：韋常柱;顧鑫;李玉龍;

摘要：針對受全狀態約束、輸入飽和、參數不確定性和變形附加擾動等條件影響下的高超聲速變體飛行器控制系統設計問題，提出一種自適應固定時間控制方法。首先，利用反步法控制框架，結合障礙Lyapunov函數及固定時間穩定理論，設計了固定時間控制律，從而有效處理全狀態約束問題，加快收斂速度并使收斂時間不受初始偏差影響。同時，設計自適應擾動估計律和抗飽和補償器，有效降低了因參數不確定性、未知變形動態耦合擾動及控制輸入...

超低軌衛星飛行能量平衡可行域解析與優化————作者：潘彥達;肖歆昕;李文皓;

摘要：針對超低軌道（VLEO）衛星維軌的推阻平衡可行域問題，提出一種創新的解析分析方法，將該問題等效轉化為阻力耗散能量與太陽能攝取之間的平衡問題。建立了衛星外形幾何參數無量綱描述模型及能量分析模型，構建了任意軌道參數下的能量平衡可行域模型；通過與STK軟件仿真結果進行對比分析，驗證了模型的準確性。基于該模型，對變軌道參數條件下，單軌道周期的能量平衡可行域邊界開展了討論，給出了邊界上衛星外形參數的解析求解...

衛星在軌故障預防策略優化方法————作者：陳思雅;龍洗;范俊;金光;

摘要：針對目前數據驅動的衛星在軌狀態檢測方法無法為后續決策提供信息的問題，提出了一種衛星在軌故障預防策略優化方法，給出建議采取的行動以預防故障。將行動視為因果推理中的干預，首先在多元傳遞熵的基礎上，構建了衛星遙測參數的結構因果模型（SCM）,SCM可以對干預后的衛星狀態進行預測；為了制定效果最佳、成本最小的干預措施，提出了一種基于隨機搜索-自適應粒子群的最佳干預措施制定方法。在真實的衛星姿態控制系統遙測...

中國空間站GNC系統一體化設計與驗證————作者：馮帥;蔡彪;張錄晨;張志方;尚葳蕤;徐建;宋曉光;張軍;黨紀紅;張錦江;

摘要：中國空間站GNC系統按照“一體化設計、統籌研制”的途徑開展設計，以實現整體最優。在設計過程中，產生了3個主要問題：三艙GNC系統深度融合問題、高容錯控制器設計問題、變結構GNC系統測試問題。本文對這3個問題進行了研究：描述了3個問題的由來，給出了問題的解決方法，用地面測試及在軌飛行數據驗證了方法的實際效果。結果表明：配有總線中繼器、總線開關的4條穿艙1553B總線能夠在各種組合體構型下將三艙GNC...

面向近紫外地表反射率生成的機器學習算法對比研究————作者：奧勇;唐冰倩;張文娟;李紅麗;王博文;李翔宇;

摘要：針對現有衛星近紫外波段數據量不足的問題，對基于機器學習算法的近紫外地表反射率生成方法進行了對比研究。首先，以Sentinel-2數據為數據源，基于地物光譜庫中典型地物光譜數據，并利用光譜響應函數進行等效計算。然后，采用RR、SVR-LR、SVR-POLY2、SVR-POLY3、SVR-RBF、XGBoost和RFR 7種機器學習算法，分別構建了近紫外地表反射率回歸模型，生成了地表反射率數據；對比分...

低軌巨星座地基隨遇接入測控服務建模及性能分析————作者：劉廣凱;張國亭;劉保國;郭潔;

摘要：面向大型低軌星座的大容量并行測控需求，結合大型低軌星座對地基隨遇接入測控的應用場景，針對地基隨遇接入測控體制的信號特點，首先從用戶側角度，通過建立面向大型低軌星座的地基隨遇接入檢測模型和系統傳遞函數，得到系統檢測概率和接入服務時間；然后得出地基隨遇接入系統的檢測性能和動態性能，并提出了面向大型低軌星座的地基隨遇接入測控服務模型與算法；最后，進行了仿真試驗。得出兩條主要結論：(1)接入概率大于99%...

月面采樣任務中的多視角聯合視覺定位方法————作者：劉傳凱;王藝;張濟韜;于天一;黃開啟;張作宇;王曉雪;胡曉東;

摘要：在嫦娥六號月球背面采樣任務中，機械臂連桿的柔性形變使得機械臂末端位置與預期存在誤差，需要依靠末端相機引導才能實現精確操作。針對此問題，提出了無需預先標定靶標位置的多特征聯合魯棒視覺定位方法，利用相機、罐口以及靶標之間的相對位姿關系，建立了基于成像逆投影的多視角聯合平差測量模型，分析了靶標已知與未知情況下相機位姿誤差對優化函數的影響；并利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法進行優化...

離子電推進產品壽命初期束流閃爍耦合誘發機理研究————作者：吳辰宸;耿海;郭德洲;郭偉龍;孟偉;蒲彥旭;王紫桐;

摘要：針對離子電推進產品壽命初期束流閃爍耦合誘發機理不清的問題，基于壽命初期產品特點構建了束流閃爍耦合誘發機理模型，重點研究微凸起、微凸起-微粒耦合、微凸起-電介質薄膜耦合3種機制誘發束流閃爍的機理；根據模型計算了單次束流閃爍能量區間，模型計算值與束流閃爍能量實測數據吻合良好，驗證了模型的正確性。以30 cm離子電推進產品為研究載體，運用模型分析了3種機制誘發束流閃爍的物理過程，明確了束流閃爍誘發機理及...

一種利用月相同時獲取月心矢量和日心方向的方法————作者：楊中光;蔡志鳴;王新宇;張永合;侍行劍;陳琨;

摘要：針對從月相測量圖中提取天體中心矢量的問題，提出了一種同時獲取高精度月心矢量和日心方向的方法。首先，分析了基于月相提取月心矢量和日心方向的原理。然后，充分利用月心到月相輪廓點的方向與所測矢量之間的夾角不變性，提出了將月相輪廓中晨昏線像素點與月球邊緣像素點分離的方法；同時，采用最小二乘法對月心矢量和日心方向進行提取，且針對日心矢量方向精度不高的問題，提出了利用太陽、月球與衛星星歷先驗信息對日心方向測量...

液體火箭發動機渦輪泵浮動環密封泄漏特性修正方法————作者：王玨;竇唯;姜緒強;金志磊;林奇燕;

摘要：為了更精確計算浮動環密封泄漏特性的變化規律，結合建立的浮動密封環間隙內流體瞬態流動模型和搭建大壓差高速渦輪泵浮動環密封特性試驗臺，基于泄漏量均方根誤差最小優化目標，采用梯度下降法尋找最優修正系數，構建一種渦輪泵浮動環泄漏量修正方法，并采用案例驗證該方法的準確性。結果表明，提出的泄漏量修正方法具有高效與高精度的特點，以0.11 mm間隙浮動環為例，數值計算泄漏量與試驗值最大誤差由7.41%降低為1....

考慮禁飛區約束的飛行器協同軌跡規劃————作者：張旭輝;汪韌;馬超越;

摘要：針對禁飛區約束下的飛行器時間協同軌跡規劃問題，提出了基于改進預測校正的時間協同方法和基于航向角導向區的禁飛區規避方法相結合的復合軌跡規劃方法。在未探測到禁飛區時，飛行器在線預測剩余飛行時間并利用指數型傾側角剖面迭代求解傾側角幅值，傾側角符號由航向角誤差走廊確定；同時為了增強時間協同能力，根據飛行時間誤差在線調整航向角誤差走廊寬度。當飛行器面臨禁飛區威脅時，利用航向角導向區控制傾側角的反轉；同時為了...

偽譜軌跡優化中的非線性規劃矩陣快速生成方法————作者：李鶴松;張洪波;湯國建;王翼;

摘要：針對偽譜軌跡優化問題，提出了一種非線性規劃矩陣快速生成方法。首先計算非線性規劃矩陣的特征型，以此分析并記錄變量之間的相關性信息；進而利用相關性信息快速重構當前離散網格下非線性規劃矩陣的稀疏型，確定非零元位置；最后僅在非零元處執行微分計算，獲得完整的非線性規劃矩陣。由于微分計算僅在非零元處展開，且整個迭代優化過程中只需求解一次特征型，不同網格下的稀疏型均可通過特征型快速重構得到，計算速度得到了進一步...

一種基于對手建模的多飛行器協同攔截策略————作者：惠耀洛;許波;李秀敏;孫均政;

摘要：提出一種基于對手建模的多飛行器協同攔截策略。首先，針對滑翔飛行器機動方式不確定、軌跡預測難度大的問題，采用貝葉斯神經網絡進行對手建模，基于目標探測時序信息預估滑翔飛行器剩余飛行時間、末段機動高度、對抗成功率等。然后，建立多飛行器協同對抗仿真環境，設計基于模糊邏輯的攔截任務分配策略，采用多智能體近端策略優化（MAPPO）算法設計協同攔截制導律，并在多場景訓練環境中進行元學習訓練，進一步提高算法網絡的...

基于多染色體編碼遺傳算法的多星成像與數傳耦合規劃方法————作者：劉佳;秦嘉豪;李瀛搏;姚遠;徐明;

摘要：針對對地觀測衛星集群的大范圍成像與數據下傳耦合規劃，提出了一種融合結構體編碼與多層編碼的多染色體遺傳算法，實現了在復雜約束條件下對多個目標的同時優化。算法建立了成像與數傳任務的約束滿足模型，優化了衛星的拼幅成像與數據傳輸方案，考慮了衛星姿態機動能力與多個區域的全覆蓋需求。此外，采用多層編碼方式，有效解決了成像與數傳任務解空間映射關系。基于遺傳算法的全局搜索機制顯著提高了任務規劃的效率。試驗驗證表明...

基于領導跟隨一致性的衛星網絡時頻同步方法————作者：瞿智;王剛;王天云;魏俊宇;孔祥龍;

摘要：為解決分布式衛星網絡可溯源、高精度時鐘同步問題，提出了基于領導跟隨一致性的衛星網絡時頻同步方法。首先基于領導跟隨一致性理論設計了衛星網絡時頻同步框架，構建了衛星網絡時鐘模型和領導跟隨一致性時鐘同步模型，然后利用星間/星地相對頻率測量值和時差測量值，設計了基于領導跟隨一致性的頻率同步和時間同步控制方法，最后構建了系統Lyapunov函數，證明了衛星網絡時鐘領導跟隨一致性控制系統的穩定性。仿真結果表明...

基于臨界轉速避開率的渦輪泵轉子系統可靠性快速評估————作者：王玨;竇唯;姜緒強;金志磊;

摘要：渦輪泵轉子系統中的浮動環密封，非連續轉子結構等部件的力學特性計算復雜度較大，不利于轉子系統可靠度的快速評估。提出將轉子轉速、浮動環密封長度和間隙、浮動環密封壓差、預旋系數以及軸系不同位置處的擰緊力矩等參數作為Kriging模型的輸入變量，經過訓練得到浮動環密封動力學系數及軸系等效彈性模量的概率分布及轉子系統代理模型，并基于應力-強度干涉理論建立考慮臨界轉速避開率的可靠度計算方法，實現復雜非線性轉子...

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