太阳同步返回轨道的控制方法

太阳同步返回轨道的控制方法

一、太阳同步兼回归轨道的控制方法(论文文献综述)

王国刚[1](2021)在《遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究》文中指出随着商业遥感卫星的快速发展,卫星已从早期的单星技术验证发展为多星协作应用,来完成单一卫星不能实现的应用需求,例如快速观测和侦察、快速覆盖等任务。面向数量庞大的卫星星座的空间任务,这不仅增加了轨道控制的频次,造成了地面测控站的压力,而且大大地提高了卫星间的碰撞风险,因此自主轨道机动和姿轨耦合控制技术是遥感卫星平台在轨飞行作业的关键,也是目前遥感卫星的研究重点。本文针对遥感卫星的自主轨道机动与姿轨耦合控制问题,进行全面、系统地讨论和研究,并面向卫星间碰撞规避、星间绕飞、星座构型保持和轨道转移等典型遥感卫星轨道控制任务,建立遥感卫星完整的轨道控制算法和控制方案,全文的创新研究工作如下:针对多约束下的星座卫星碰撞问题,采用数学表征法建立测控资源、有效载荷和星座构型等约束模型,通过数值分析法和霍曼(Hohmann)变轨理论进行碰撞规避控制设计,采用数值分析法给出轨道系下的控制方向和控制时刻,利用坐标系变换获得惯性系下的控制方向,依据Hohmann理论给出合理的速度增量;为了减少碰撞规避过程中的燃料消耗,设计一种多约束下的能量最优碰撞规避控制方法,基于C-W方程建立质心坐标系下的卫星相对运动模型,通过坐标变换将该模型映射到惯性坐标系下,再结合约束模型来制定碰撞规避策略,选取卫星能量最优化指标、哈密顿函数和协态方程,给出最优条件下的速度增量和方向,实现燃料最优碰撞规避控制,通过数值仿真证明其有效性。针对高精度的轨道机动控制问题,分别对相位控制和编队飞行控制进行设计。采用小推力推进系统来进行相位控制设计,由于推进系统的推力小,控制周期较长,因此将相位控制过程分为三个阶段:相位调整、相位稳定漂移和相位刹车。由于推进系统存在安装偏差,会产生姿态干扰力矩,通过干扰力矩分析给出相位调整和刹车时的最大控制时长,设置好相位控制完成天数,采用开普勒定律计算轨道控制量,并通过反作用飞轮进行姿态控制。针对高精度编队控制问题,设计一种自适应滑模控制算法,考虑非圆轨道和其他引力扰动影响,建立相对运动模型,通过模型变换技术将该模型进行线性化,在该模型基础上,设计一种自适应滑模控制器,并利用神经网络来逼近线性化误差和重力扰动项,通过李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性定理给出自适应更新律,结合正定矩阵判断定理,可以保证闭环跟踪系统渐近稳定,将数值仿真结果与传统滑模控制进行对比分析,验证所提出的算法有效性。轨道控制完全依赖于地面测控站,当卫星数量逐渐增多时,会增加日常地面操作的负担和测控站的压力,针对该问题,设计一种自主轨道控制策略。首先,设计一种平衡力臂优化法来给出小卫星推进系统的最优化结构设计,并且分析推进系统对卫星姿态产生的藕合力矩;其次,设计一种扩展卡尔曼滤波算法(EKF)来确定卫星精确的轨道,并通过星上的全球定位系统(GPS)接收机观测数据进行EKF模型参数优化设计;最后,基于滤波后的轨道进行自主相位控制策略设计,当超出设定阈值时,自动进行轨道控制,以姿控推力器的结构布局为基础,设计一种多脉冲的喷气调姿控制方法来解决姿态扰动问题,采用径向基函数(RBF)神经网络来逼近轨道控制过程中的耦合力矩和干扰力矩,并通过Lyapunov稳定理论证明控制系统的稳定性,通过数值仿真验证其有效性和可行性。针对姿轨耦合系统控制问题,进行卫星姿轨耦合仿真系统设计与控制算法研究。该仿真系统包括仿真计算机、星载计算机、交联环境仿真模拟机、飞轮以及卫星动力学模型。采用仿真软件对主要部件如星敏感器、光纤陀螺、推进系统和GPS接收机进行数学建模,通过交联环境仿真模拟机与星载计算机连接,建立半物理姿轨耦合仿真系统。由于卫星推进系统存在安装偏差和推力矢量偏差,会导致轨道控制过程中的姿态不稳定,本文提出一种反作用飞轮与推进系统协同工作的轨道控制方法,以上述的半物理仿真系统为基础,在姿态偏差角较小时,反作用飞轮进行姿态调整;在姿态偏差角较大时,推进系统进行姿态调整,通过在轨实验证明了其有效性。由于推进剂的消耗,会导致质心和转动惯量的变化,影响姿态控制精度,并且在复杂的空间环境中还会受到各种摄动力的影响,为了实现轨道与姿态能够同时以较高控制精度达到期望的状态,设计一种控制力和力矩有限的自适应RBF神经网络滑模控制方法,通过试验测量给出燃料的消耗速率和转动惯量的变化规律,然后建立时变的6自由度动力学模型,通过RBF神经网络补偿耦合干扰力矩和空间环境扰动,并通过Lyapunov理论证明其稳定性,通过数值仿真证明所设计的算法有效性。

王世航[2](2021)在《超低轨航天器轨道维持与星下点轨迹控制研究》文中认为

张程[3](2021)在《辅助型导航星座体系服务效能分析》文中研究指明

纪睿[4](2021)在《高分六号卫星辐射性能标定与分析》文中研究指明高分六号(GF-6)卫星是我国高分辨率对地观测系统中一颗极其重要的卫星,其具有高空间分辨率、宽覆盖、国产化率高等优势,从2018年发射至今,为农村规划、自然灾害预测、和土地管理等重大方面提供了大量高质量卫星影像数据。辐射性能决定定量遥感的质量和精度,因此本研究选取信噪比和动态范围两种辐射质量指标评价GF-6卫星的辐射性能,又因为单次场地定标无法开展卫星辐射性能的稳定性分析,本研究在此基础上开展基于多场地交叉辐射定标研究,并通过构建时间序列定标,分析其辐射稳定性。具体研究内容如下:(1)提出GF-6卫星WFV传感器辐射质量评价方法,针对卫星影像辐射质量评价分别用信噪比和动态范围指标进行研究。其中信噪比能有效的反映各波段整体的明暗和不同辐亮度地物的能量分配,动态范围能比较传感器区分地物辐射能量细微变化的能力。研究结果表明:GF-6/WFV影像信噪比均大于卫星设计的28d B,具有较高的信噪比。GF-6/WFV影像的动态区间小于Terra/MODIS影像,结合两者影像的量化值表明,GF-6/WFV影像的辐射性能与具有高辐射基准的卫星传感器相比存在一定差距。(2)针对GF-6/WFV传感器的特点,本文采用Terra/MODIS和Landsat 8/OLI传感器分别对其进行交叉辐射定标研究,结果表明:WFV传感器交叉辐射定标的不确定度都在6%以内,交叉辐射定标方法可信度高。在此基础上,本文选取具有不同响应的辐射定标场地进行多场地交叉辐射定标研究。研究表明:多场地交叉辐射定标得到的定标系数不确定度均在5%以内,提高了单场地交叉辐射定标精度。(3)针对GF-6卫星场地定标少,无法有效进行辐射性能稳定性分析的问题,利用GF-6/WFV和Terra/MODIS传感器进行时间序列定标研究,结果表明:2018年属于卫星在轨测试期,影像数据较少,得到的定标结果不确定度较大;其次卫星经过半年在轨测试期后定标系数发生抖动,辐射性能变化明显;2019年-2020年期间,卫星辐射性能趋于稳定,定标不确定度在5%左右,GF-6/WFV传感器的辐射性能较为稳定,满足定量遥感的业务化需求。

林竹翀,王剑锋,张蔚,柳丽,朱子亨,魏银杉[5](2022)在《基于覆盖圆的太阳同步回归轨道卫星目标轨迹调整方法》文中指出遥感卫星星座在环境监测、地理测绘等领域运用中,需要考虑目标轨迹分布的优化问题。轨迹分布与星座的重访能力和进出站间隔保持等应用需求密切相关。目前对星下点轨迹分布的优化和调整还缺乏准确实用的方法,存在卫星数目增多带来的计算量增加问题和对多种需求综合考虑不够的问题。为了克服现有技术的不足,解决太阳同步回归轨道遥感卫星星座的目标轨迹分布优化问题,提出一种基于"覆盖圆"的准确、直观的优化计算方法。该方法能够在同一框架下考虑卫星相位保持和重访性能优化问题,并能对多目标重访性能优化问题给出一种直观有效的解决方案。仿真试验证明了该方法的有效性。该方法可用于卫星星座设计和在轨卫星星座的性能调优。

何艳超,徐明[6](2021)在《长周期高精度回归轨道与脉冲轨道控制策略设计》文中研究表明针对长周期回归轨道设计和维持问题,研究了一种基于高阶Poincaré映射的高精度引力场中回归轨道优化设计和控制的通用性半解析方法,其中摄动包含大气阻力、太阳辐射压力和日月三体引力等因素。通过对Poincaré映射进行高阶展开并表示为多项式形式,可精确近似对一个或者多个回归周期内的轨道递推,从而在赤道升交点处施加脉冲推力,实现高精度的回归轨道设计和控制。提出了分别解决严格和宽松2种回归约束下问题的方法,并应用于实际在轨TerraSAR-X、Landsat-8、IRS-P6、SPOT-7和UoSAT-12任务的回归模式。所提方法具有计算效率和精度高的优点,可用于星上自主轨道递推和轨道控制。

张冲难,卞燕山,王西京,田斌,黄晓峰[7](2018)在《严格回归轨道自动生成算法及实现》文中提出近地太阳同步轨道卫星由平时轨道快速、精确机动至严格回归轨道是实现特定区域周期性重访的必要前提。为提高区域重访的快速响应能力,提出了一种严格回归轨道自动生成算法。首先根据重访区域的交点周期及重访周期要求,利用解析法快速生成初始严格回归轨道;然后基于太阳同步轨道特性并利用数值法进行多次寻优生成严格回归轨道,针对轨控时间、燃料消耗、偏心率等约束条件,给出了多脉冲轨控策略的具体实现;最后构建了轨道衰减的解析表达式,推导出严格回归轨道的控制窗口。结果表明:在国内可见弧度实施5天共5次轨道控制,卫星由太阳同步轨道机动至1天15圈的日回归轨道,区域重访周期约23h 59m 50s,燃料消耗59.9kg;在轨迹漂移量为5km的要求下,在标称轨道半长轴的基础上增加110.778m,轨迹网保持周期由15天延长至一个月以上,满足严格回归轨道重访要求。

杜部致[8](2018)在《地火卫星通信高效时空覆盖关键技术研究》文中研究表明随着人类深空探测步伐的加快,载人火星任务已经纳入了火星探测日程。面向载人火星任务时,实现对载人登陆火星热点区域的自主通信、导航、观测,始终保持火星与地球地面站之间的不间断持续连通,获取大吞吐量的地火深空通信链路十分重要。针对以上问题,本文从火星区域星座设计、地火中继链路的空间特征参量以及拉格朗日点作地火中继时的拓扑控制策略几个方面开展研究,主要工作和创新性成果包括:1.针对火星太阳同步回归轨道的时间分辨率不高的问题,提出一种具有多重近似重访周期特性的火星太阳同步回归轨道的设计。根据回归轨道的特性设计了近似重访周期函数,遍历整个有限区间的近似重访周期,通过判别重访间隔子间距数相对于基本交点距的相对距离,得到具有多重近似重访特性的太阳同步回归轨道。采用其最优的近似重访周期,与经典的同步回归轨道比较,提高了卫星对火星表面观测的时间分辨率。2.针对载人火星探测可能首选登陆到火星赤道附近区域,为实现对热点登陆区域的最大通信覆盖以及地面站与火星星座的最大可见时长,提出了一种基于NSGA-Ⅱ优化的火星区域星座设计方案。在该方案中,把火星区域星座设计建模为星座对目标区域的最大覆盖性和地球地面站对星座的最大可见时长的多目标优化模型。采用基于Pareto概念的NSGA-Ⅱ算法进行优化,仿真结果表明,比较于经典的Walker星座,本方案在重访时间,二重以上覆盖等方面具有更好的性能。3.针对地火上合时,通信链路受太阳辐射导致的中断,如何快速建立基于日地拉格朗日点L4/L5为中继的地火中继链路问题。根据刚体的欧拉定理,通过L4/L5到火星的指向矢量在不同坐标系下的旋转,推导了L4/L5指向火星的空间特征参量关于星体瞬时轨道根数的理论表达式。理论推导仿真结果与STK仿真比较,具有较高的拟合度。该研究为快速建立基于L4/L5为中继的地火行星际链路提供了依据和指导。同时为行星际中继链路的建立提供了借鉴。4.针对日地拉格朗日点L4/L5作地火深空通信网络的中继节点时,如何设计L4/L5的拓扑控制策略以最大化地火深空网络的性能问题,提出了基于0-1规划模型来选择直接的一跳链路还是基于中继的两跳链路的拓扑控制策略。从链路的最大吞吐量和最大可见时长两个方面,分别采用基于0-1规划模型的控制策略,得到约束条件下的最优解。仿真结果表明,该方法的性能好于采用单纯的直接一跳链路和单纯的基于拉格朗日点中继的两跳链路。

蒲明珺[9](2018)在《高精度回归轨道设计与精确维持控制方法研究》文中研究指明回归轨道是指卫星星下点轨迹经过一段时间后重复出现,且在同一纬度圈上,相邻星下点轨迹间距相同的一类特殊轨道。回归轨道可实现对特定地面目标的周期性动态观测,在对地成像观测和地球科学探测等航天任务中已得到广泛应用。本文针对应用严格回归轨道的航天任务,拟从卫星轨道设计和轨道维持控制两个角度出发,研究高精度回归轨道设计方法和精确轨道维持控制方法。首先,通过对近地空间主要摄动因素进行分析,建立了近地卫星轨道动力学方程,并基于Runge-Kutta-Fehlberg数值积分法对高精度卫星轨道预报方法进行研究。通过与STK软件的轨道预报数据进行对比,验证了本文设计的轨道预报功能模块可以精确预报卫星运动状态;其次,针对地球非球形引力对卫星轨道的摄动影响,研究了基于J2摄动项的回归轨道六要素迭代法设计方法,进而提出一种基于高阶地球重力场模型的严格回归轨道单目标优化设计方法。仿真结果表明,考虑高阶地球重力场摄动影响,使用本文提出的轨道设计方法可设计出回归精度为1米量级以下的严格回归轨道。最后,本文通过分析卫星实际运行轨道相对标称轨道的空间误差变化情况,研究了一种基于“控制管道”概念的精确轨道维持控制方法。仿真结果表明,文中研究的轨道维持控制方法可保证卫星长期运行轨道始终处于“控制管道”中,从而表明了本文提出的轨道精确维持控制方法可保障卫星长期运行轨道的严格回归特性。

王争[10](2017)在《成像卫星区域目标覆盖模型及算法研究》文中研究指明对地遥感观测具有反应迅速、观测面积大、不受国界限制、可定期或持续观测等特点,被视为一种十分重要的观测手段。但卫星资源是成本高昂的稀缺资源,最大化其使用效率是重大的现实问题。成像卫星是航天资源里应用很广的一类卫星,被广泛用于军事侦察、气象灾害、地球遥感等领域。目前,利用成像卫星观测地面目标已成为决策部门获取情报信息的重要技术手段。随着卫星数量的增多以及观测能力的增强,利用多颗卫星协同对区域目标进行观测,从而取得更高的时效性和完整性,是发挥其覆盖效能的必然要求。当观测目标为比较大的区域目标时,卫星经过目标上空,选择不同的传感器侧视摆角就可以观测到目标区域的不同部分。这就带来一个优化问题,即如何合理选定每次传感器侧摆角度,以达到对目标区域观测的零遗漏,且整个观测过程耗时最短、得到的图像质量更高。利用多星协同对大面积区域成像侦测,要求在最短的时间内,完成对给定目标区域的完全覆盖,得到卫星每次过境最优侧视观测方案。现有覆盖算法具低效耗时技术瓶颈,有空间覆盖率及时效性局限,本文充分利用卫星每次过境观测机会,综合考虑相机分辨率、太阳高度角、地面精度等约束条件,依据不同卫星侧摆能力、传感器可视性能以及卫星轨道参数特征,对区域目标进行量化覆盖分析,建立了网格划分模型,提出了基于一次覆盖策略的覆盖优化算法,该算法能适应多约束条件,在实际问题规模下,具有良好的效率,能满足工业精度要求。最后在仿真应用中检验了该算法的有效性和适应性。

二、太阳同步兼回归轨道的控制方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、太阳同步兼回归轨道的控制方法(论文提纲范文)

(1)遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 国内外遥感卫星发展历程
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 卫星轨道控制研究现状
        1.3.2 卫星姿态控制研究现状
        1.3.3 卫星姿轨耦合控制技术研究现状
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 多约束下遥感卫星轨道路径规划
    2.1 引言
    2.2 坐标系介绍
    2.3 约束建模
        2.3.1 光学载荷约束
        2.3.2 测控资源约束
        2.3.3 星座构型约束
        2.3.4 轨道类型约束
        2.3.5 控制策略约束
    2.4 基于Hohmann理论的多约束小卫星轨道机动控制
        2.4.1 问题描述
        2.4.2 控制策略分析与设计
        2.4.3 仿真实验研究
    2.5 多约束下小卫星的能量最优轨道控制
        2.5.1 问题描述
        2.5.2 最优控制器设计
        2.5.3 仿真实验研究
    2.6 本章小结
第3章 遥感卫星的高精度轨道机动控制算法研究
    3.1 引言
    3.2 在轨轨道机动控制
        3.2.1 设计思想概述
        3.2.2 遥感卫星轨道控制策略
        3.2.3 案例仿真
    3.3 轨道机动自适应控制
        3.3.1 问题描述
        3.3.2 控制算法设计
        3.3.3 仿真实验研究
    3.4 本章小结
第4章 遥感卫星自主轨道控制算法研究
    4.1 引言
    4.2 推进系统布局
        4.2.1 推进系统分类
        4.2.2 推进系统的结构布局设计
        4.2.3 推进系统耦合力矩分析与仿真
    4.3 基于EKF滤波的自主轨道控制算法研究
        4.3.1 问题描述
        4.3.2 轨道确定算法设计
        4.3.3 自主轨道控制算法设计
        4.3.4 仿真实验研究与讨论
    4.4 本章小结
第5章 姿轨耦合系统设计与控制算法研究
    5.1 引言
    5.2 卫星姿轨耦合系统设计
    5.3 姿轨耦合系统控制算法
        5.3.1 基于角动量卸载法的小卫星姿轨协同控制
        5.3.2 基于自适应神经网络的小卫星姿轨耦合控制
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读博士学位期间研究成果

(4)高分六号卫星辐射性能标定与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高分辨率卫星辐射质量评价的研究现状
        1.2.2 辐射定标方法的研究现状
    1.3 研究内容和技术路线
    1.4 论文框架结构
第二章 传感器介绍和数据预处理
    2.1 传感器介绍
        2.1.1 GF-6/WFV传感器
        2.1.2 Terra/MODIS传感器
        2.1.3 Landsat8/OLI传感器
    2.2 数据预处理
        2.2.1 光谱匹配
        2.2.2 几何校正
        2.2.3 图像配准
    2.3 本章小结
第三章 高分六号卫星影像的辐射质量评价
    3.1 辐射质量评价数据介绍
    3.2 信噪比评价
        3.2.1 信噪比评价方法
        3.2.2 信噪比评价流程
        3.2.3 高分六号卫星影像信噪比结果
    3.3 动态范围评价
        3.3.1 动态范围评价方法
        3.3.2 动态范围评价流程
        3.3.3 高分六号卫星影像动态范围结果
    3.4 评价总结
    3.5 本章小结
第四章 高分六号卫星影像辐射定标方法研究
    4.1 交叉辐射定标原理
    4.2 研究区的选取和介绍
        4.2.1 敦煌辐射校正场
        4.2.2 塔克拉玛干沙漠
        4.2.3 罗布泊盐场盐壳
    4.3 研究区地表稳定性分析
    4.4 高分六号卫星和MODIS交叉辐射定标
        4.4.1 高分六号卫星和MODIS单场地定标
        4.4.2 高分六号卫星和MODIS多场地定标
    4.5 高分六号卫星和Landsat8 交叉辐射定标
    4.6 本章小结
第五章 高分六号卫星多场地时间序列定标
    5.1 高分六号卫星WFV传感器官方定标系数
    5.2 高分六号卫星WFV传感器辐射稳定性分析
        5.2.1 实验数据收集
        5.2.2 卫星传感器太阳高度角校正
        5.2.3 高分六号卫星WFV传感器时间定标序列
    5.3 高分六号卫星WFV传感器辐射定标稳定性及误差分析
    5.4 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要成果

(5)基于覆盖圆的太阳同步回归轨道卫星目标轨迹调整方法(论文提纲范文)

1 引言
2 基本概念与模型
    2.1 星间相位差表述方式
    2.2 覆盖圆的构造
3 目标轨迹优化调整方法
    3.1 重访性能的分析和优化
    3.2 星间相位差的分析和调整
4 应用实例
    4.1 重访性能优化
    4.2 星间相位调整
5 仿真分析
    (1)轨迹漂移情况
    (2)重访性能
    (3)星间相位
    (4)半长轴变化情况
6 结论

(6)长周期高精度回归轨道与脉冲轨道控制策略设计(论文提纲范文)

1 问题描述与建模
    1.1 坐标系定义
    1.2 回归轨道条件
    1.3 严格和宽松回归条件
2 基于微分代数的高阶Poincaré映射
    2.1 微分代数方法
    2.2 高阶Poincaré映射
3 回归轨道设计
4 脉冲轨道控制策略
    4.1 控制策略设计
    4.2 严格精度情形
    4.3 宽松精度情形
5 结 论

(7)严格回归轨道自动生成算法及实现(论文提纲范文)

1 引言
2 严格回归轨道根数计算
    2.1 严格回归轨道半长轴
    2.2 严格回归轨道平近点角
3 带约束的轨控策略
    3.1 轨道机动约束条件
    3.2 多脉冲半长轴调整
    3.3 轨道机动启动时机
4 严格回归轨道控制窗口
5 仿真测试
6 结论

(8)地火卫星通信高效时空覆盖关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景和来源
    1.2 课题的目的和意义
    1.3 地火卫星通信高效时空覆盖关键技术研究现状
        1.3.1 火星星座的研究现状
        1.3.2 基于中继的地火深空通信链路的空间特征参量研究现状
        1.3.3 基于中继的地火深空通信网络拓扑控制策略的研究现状
    1.4 本文的主要研究内容和章节安排
第2章 基于多重近似重访周期的火星太阳同步回归轨道研究
    2.1 引言
    2.2 非球形摄动引力场分析
    2.3 常见的火星特殊轨道
        2.3.1 火星太阳同步轨道
        2.3.2 火星回归轨道
        2.3.3 火星冻结轨道
        2.3.4 火星临界倾角轨道
        2.3.5 火星静止轨道
    2.4 基于火星太阳同步回归轨道的多重近似重访周期的设计
        2.4.1 火星太阳同步回归轨道的数学模型
        2.4.2 多重近似重访周期的算法设计
        2.4.3 仿真分析
    2.5 本章小结
第3章 基于NSGA-Ⅱ优化的火星区域星座的研究
    3.1 引言
    3.2 卫星星座构型
        3.2.1 Walker星座
        3.2.2 Flower星座
        3.2.3 星座设计的评价标准和原则
    3.3 多目标优化算法
        3.3.1 多目标优化问题的数学描述
        3.3.2 Pareto优胜关系
        3.3.3 多目标优化算法
    3.4 星座设计中的目标函数分析
        3.4.1 需求分析
        3.4.2 火星覆盖分析
        3.4.3 导航性能分析
        3.4.4 火星星座与地球的可见性分析
    3.5 火星区域星座设计
        3.5.1 多目标优化模型
        3.5.2 算法流程
        3.5.3 算法实现步骤
        3.5.4 仿真结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 地火深空中继链路的空间特征参量分析
    4.1 引言
    4.2 行星聚合
        4.2.1 上合与下合
        4.2.2 SEP夹角
        4.2.3 火星的SEP角
    4.3 空时系统及行星星历
        4.3.1 常用时间系统
        4.3.2 空间坐标系统
        4.3.3 行星的星历表
    4.4 基于L4/L5中继的地火深空链路的空间特征参量
        4.4.1 流程图
        4.4.2 数学模型
    4.5 仿真结果分析
        4.5.1 数值仿真
        4.5.2 STK仿真
    4.6 本章小结
第5章 地火深空中继网络的拓扑控制策略分析
    5.1 引言
    5.2 拉格朗日点
        5.2.1 平动点的解
        5.2.3 稳定性分析
    5.3 基于中继的地火深空通信网络架构
        5.3.1 行星际网络的结构
        5.3.2 地火深空通信网络架构
        5.3.3 基于日地拉格朗日点中继的地火通信网络架构
    5.4 基于0-1规划模型的拓扑控制策略设计
        5.4.1 数学模型
        5.4.2 仿真参数设置
        5.4.3 仿真步骤设计
        5.4.4 仿真结果分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介

(9)高精度回归轨道设计与精确维持控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 卫星轨道预报理论研究现状
        1.2.2 卫星回归轨道设计方法研究现状
        1.2.3 卫星轨道维持控制方法研究现状
    1.3 论文的主要内容与章节安排
第二章 近地卫星轨道精确预报方法
    2.1 引言
    2.2 参考坐标系
        2.2.1 坐标系统定义
        2.2.2 坐标系之间的相互转换
    2.3 近地卫星轨道动力学模型
        2.3.1 地球非球形引力摄动
        2.3.2 大气阻力摄动
        2.3.3 日月引力摄动
        2.3.4 太阳光压摄动
    2.4 单步数值积分法预报轨道
        2.4.1 RKF数值积分方法原理
        2.4.2 RKF7(8)数值积分方法计算过程
    2.5 实验仿真分析
        2.5.1 仿真参数设置
        2.5.2 仿真结果
    2.6 本章小结
第三章 基于高阶地球重力场的严格回归轨道设计方法
    3.1 引言
    3.2 回归误差的定义
    3.3 基于J_2摄动项的平均回归轨道要素解析设计方法
        3.3.1 平均回归轨道要素解析初值设计方法
        3.3.2 基于J_2摄动项的平均回归轨道要素微分迭代算法
    3.4 基于高阶地球重力场的密切回归轨道要素数值优化设计方法
        3.4.1 单目标优化问题描述
        3.4.2 基于单目标遗传算法构造高阶重力场下严格回归轨道设计方法
    3.5 实验仿真分析
        3.5.1 仿真参数设置
        3.5.2 仿真结果
    3.6 本章小结
第四章 基于“控制管道”的精确轨道维持控制方法
    4.1 引言
    4.2 轨道空间误差定义
    4.3 轨道空间误差变化情况分析
        4.3.1 轨道平面外空间误差变化分析
        4.3.2 轨道平面内空间误差变化分析
    4.4 精确轨道维持控制方法研究
        4.4.1 轨道平面内控制方法研究
        4.4.2 轨道平面外控制方法研究
    4.5 实验仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
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(10)成像卫星区域目标覆盖模型及算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文的组织结构
2 成像卫星区域覆盖理论基础
    2.1 轨道模型
        2.1.1 太阳同步轨道
        2.1.2 回归轨道
        2.1.3 冻结轨道
        2.1.4 太阳同步兼回归轨道
        2.1.5 太阳同步兼回归、冻结轨道
    2.2 卫星有效载荷
        2.2.1 CCD相机
        2.2.2 雷达SAR
    2.3 地球椭球体计算
    2.4 星体摄动
    2.5 岁差、章动、极移
    2.6 本章小结
3 关键技术研究
    3.1 典型传感器对地瞬时成像模型研究
        3.1.1 线状CCD传感器可视投影及覆盖条带计算
        3.1.2 矩形CCD传感器可视投影及覆盖条带计算
        3.1.3 圆锥形CCD传感器可视投影及覆盖条带计算
        3.1.4 SAR传感器可视投影及覆盖条带计算
    3.2 改进的瞬时成像模型研究
    3.3 成像卫星区域覆盖算法研究
        3.3.1 问题描述
        3.3.2 总体流程
        3.3.3 网格划分
        3.3.4 约束条件
        3.3.5 区域覆盖算法
    3.4 基于覆盖方案的二次优化研究
    3.5 本章小结
4 仿真原型设计及实现
    4.1 仿真实体对象
    4.2 典型传感器对地瞬时成像模型计算及仿真子系统
        4.2.1 子系统组成
        4.2.2 输入输出接口
        4.2.3 设计思路
    4.3 多星区域覆盖分析及仿真子系统
        4.3.1 子系统组成
        4.3.2 输入输出接口
        4.3.3 设计思路
    4.4 多星离散区域覆盖分析及仿真子系统
        4.4.1 子系统组成
        4.4.2 输入输出接口
        4.4.3 设计思路
    4.5 本章小结
5 仿真测试与结果分析
    5.1 轨道计算精度验证
    5.2 传感器可视投影仿真验证
        5.2.1 CCD传感器线阵可视投影验证
        5.2.2 CCD传感器面阵可视投影验证
        5.2.3 SAR传感器可视投影验证
    5.3 成像卫星覆盖结果仿真验证
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文主要的工作
    6.2 本文的创新之处
    6.3 未来工作改进及期望
参考文献
致谢

四、太阳同步兼回归轨道的控制方法(论文参考文献)

  • [1]遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究[D]. 王国刚. 长春工业大学, 2021(01)
  • [2]超低轨航天器轨道维持与星下点轨迹控制研究[D]. 王世航. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [3]辅助型导航星座体系服务效能分析[D]. 张程. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [4]高分六号卫星辐射性能标定与分析[D]. 纪睿. 南京信息工程大学, 2021(01)
  • [5]基于覆盖圆的太阳同步回归轨道卫星目标轨迹调整方法[J]. 林竹翀,王剑锋,张蔚,柳丽,朱子亨,魏银杉. 中国空间科学技术, 2022(01)
  • [6]长周期高精度回归轨道与脉冲轨道控制策略设计[J]. 何艳超,徐明. 北京航空航天大学学报, 2021(11)
  • [7]严格回归轨道自动生成算法及实现[J]. 张冲难,卞燕山,王西京,田斌,黄晓峰. 推进技术, 2018(07)
  • [8]地火卫星通信高效时空覆盖关键技术研究[D]. 杜部致. 北京理工大学, 2018(06)
  • [9]高精度回归轨道设计与精确维持控制方法研究[D]. 蒲明珺. 上海交通大学, 2018(01)
  • [10]成像卫星区域目标覆盖模型及算法研究[D]. 王争. 武汉大学, 2017(06)

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太阳同步返回轨道的控制方法
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