快速绕飞卫星空间圆编队设计方法 被引量：13

1

作者 王功波 孟云鹤 +1 位作者 郑伟 汤国建 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2465-2470,共6页

连续小推力条件下,针对圆参考轨道卫星,推导了满足快速绕飞条件的空间圆编队动力学模型。分析了一个绕飞周期内的燃耗情况。在绕飞周期确定的条件下,给出了最小燃耗的计算方法,并利用数值方法验证了所推导公式的正确性。计算结果表明,... 连续小推力条件下,针对圆参考轨道卫星,推导了满足快速绕飞条件的空间圆编队动力学模型。分析了一个绕飞周期内的燃耗情况。在绕飞周期确定的条件下,给出了最小燃耗的计算方法,并利用数值方法验证了所推导公式的正确性。计算结果表明,在高度为500km的圆轨参考道卫星实现周期为10分钟、半径100m的空间圆绕飞,一个绕飞周期所需最小速度增量约为4.77m/s。文章提出的基本设计原理并不局限于空间圆编队,也可用于其它快速绕飞编队的设计工作。 展开更多

关键词 连续小推力 快速绕飞 卫星编队 速度增量

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基于轨道动力学的椭圆轨道悬停方法 被引量：11

2

作者 王功波 孟云鹤 +1 位作者 郑伟 汤国建 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1527-1532,共6页

连续有限推力条件下,基于动力学原理设计了伴随卫星相对于椭圆轨道的参考卫星在任意位置实现悬停的方法。给出了对任意椭圆参考轨道实现悬停的开环控制律,推导了一个周期内的速度增量计算公式。特别分析了参考卫星为"Molniya"... 连续有限推力条件下,基于动力学原理设计了伴随卫星相对于椭圆轨道的参考卫星在任意位置实现悬停的方法。给出了对任意椭圆参考轨道实现悬停的开环控制律,推导了一个周期内的速度增量计算公式。特别分析了参考卫星为"Molniya"轨道时,实现悬停需要的控制推力及速度增量。仿真结果表明,"Molniya"轨道正下方1km的悬停伴飞,一个轨道周期时间内连续有限推力发动机需要产生的速度增量为10.317m/s。文章提出的方法也可用于椭圆轨道的空间圆或水平圆等非自然编队构型设计。 展开更多

关键词 连续有限推力 轨道动力学 椭圆轨道 悬停轨道 速度增量

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月球探测器返回轨道特性分析 被引量：6

3

作者 白玉铸 郗晓宁 +1 位作者 刘磊 王功波 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期11-16,共6页

对月球探测器的返回轨道进行了建模与特性分析。在三维空间中建立了返回轨道的数学模型;对模型进行仿真分析得到从月球影响球东经80°出口的返回轨道最省能量等结论;根据模型及其特性给出初步轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高... 对月球探测器的返回轨道进行了建模与特性分析。在三维空间中建立了返回轨道的数学模型;对模型进行仿真分析得到从月球影响球东经80°出口的返回轨道最省能量等结论;根据模型及其特性给出初步轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高精度动力学模型下搜索计算,较快地得到了精确轨道;通过两条轨道参数及空间形状的对比,证明文中解析方法的正确性。 展开更多

关键词 月球探测器 返回轨道 特性分析 初步轨道 精确轨道

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小卫星在轨安全分离速度设计 被引量：6

4

作者 王功波 郗晓宁 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期33-38,共6页

论文针对母星在轨释放小卫星安全速度设计开展研究。在考虑母星机动变轨约束条件下,基于Hill方程推导了分离速度的解析表达式,并与考虑了多种摄动因素的数值解进行了比对,误差的量级为10-3m/s。可为在轨释放安全分离速度的确定提供一种... 论文针对母星在轨释放小卫星安全速度设计开展研究。在考虑母星机动变轨约束条件下,基于Hill方程推导了分离速度的解析表达式,并与考虑了多种摄动因素的数值解进行了比对,误差的量级为10-3m/s。可为在轨释放安全分离速度的确定提供一种迅速准确的解析算法。 展开更多

关键词 在轨安全分离 分离速度 算法 小卫星

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空间站运营在轨任务并行规划技术研究 被引量：6

5

作者 邱冬阳 卜慧蛟 +2 位作者 王帅 王功波 罗亚中 《载人航天》 CSCD 2016年第6期680-686,共7页

空间站运营任务规划技术是空间站长期稳定运营的核心技术。面向我国空间站建设运营需求,对空间站运营任务层建模与规划技术进行了研究。针对任务层规划任务类型多样、约束复杂及资源受限等问题,基于约束满足理论,建立了任务层规划模型;... 空间站运营任务规划技术是空间站长期稳定运营的核心技术。面向我国空间站建设运营需求,对空间站运营任务层建模与规划技术进行了研究。针对任务层规划任务类型多样、约束复杂及资源受限等问题,基于约束满足理论,建立了任务层规划模型;同时针对任务层规划问题规模大、耦合性强及难于求解的特性,提出了一种任务层规划问题并行求解方法。仿真结果表明,本文提出的并行求解方法相较传统的串行规划算法加速比可达14.19,能有效快速求解空间站运营任务层规划问题。研究结论可为我国空间站运营相关规划系统研制提供参考。 展开更多

关键词 空间站 运营 任务规划 并行计算

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一种稀疏测向数据下的天基初轨确定模型及其算法 被引量：4

6

作者 刘磊 郗晓宁 +1 位作者 戎鹏志 王功波 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期870-876,共7页

稀疏测向数据下的天基初轨确定具有重要的应用价值。针对地基Laplace和Gauss方法在天基稀疏测向初定轨中存在的不收敛和平凡解问题,提出了一种新的模型———双ρ迭代模型,研究了优化算法中的变尺度方法和遗传算法作为解算算法,最后进... 稀疏测向数据下的天基初轨确定具有重要的应用价值。针对地基Laplace和Gauss方法在天基稀疏测向初定轨中存在的不收敛和平凡解问题,提出了一种新的模型———双ρ迭代模型,研究了优化算法中的变尺度方法和遗传算法作为解算算法,最后进行了仿真。结果表明,双ρ迭代模型可以较好地解决地基方法在天基测向初定轨应用中的上述问题,利用变尺度法的双ρ迭代模型具有90%以上的解算成功率,且具有良好的解算速度和收敛性,而采用改进的遗传算法可以解算其余算例,二者结合使用可以达到较好的初定轨效果。 展开更多

关键词 天基测向 稀疏数据 初定轨 双ρ迭代模型 变尺度法 遗传算法

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相对非圆轨道的悬停控制方法研究 被引量：4

7

作者 王功波 郑伟 +1 位作者 孟云鹤 汤国建 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期1505-1511,共7页

自然情况下,连续有限推力条件下,设计了伴随卫星相对于椭圆以及双曲线参考轨道卫星在任意位置实现悬停的开环控制方法.考虑到摄动及推力误差,在开环控制的基础上设计了用于构形保持的自适应无抖振滑模变结构反馈控制律,在保留变结构控... 自然情况下,连续有限推力条件下,设计了伴随卫星相对于椭圆以及双曲线参考轨道卫星在任意位置实现悬停的开环控制方法.考虑到摄动及推力误差,在开环控制的基础上设计了用于构形保持的自适应无抖振滑模变结构反馈控制律,在保留变结构控制强鲁棒性特点的基础上,有效抑制了高频抖振.仿真结果表明,存在未知外界干扰的情况下,反馈控制力是连续的,且稳态误差小于104m.最后以"Moliya"和静止轨道为例,分析了悬停轨道的可行性. 展开更多

关键词 连续小推力 悬停轨道 无抖振 变结构控制

原文传递

“国际空间站”延寿情况发展研究

8

作者 肖武平 王功波 +1 位作者 张蕊 何慧东 《中国航天》 2024年第4期13-16,共4页

“国际空间站”于2011年基本完成大规模组件的在轨组装工作,最初设计寿命为15年,鉴于其运行状态良好及巨大的应用价值,先后经历3次延寿。本文首先梳理“国际空间站”的延寿背景和概况,在研究其延寿审查情况的基础上,分析了延寿风险及应... “国际空间站”于2011年基本完成大规模组件的在轨组装工作,最初设计寿命为15年,鉴于其运行状态良好及巨大的应用价值,先后经历3次延寿。本文首先梳理“国际空间站”的延寿背景和概况,在研究其延寿审查情况的基础上,分析了延寿风险及应对措施。 展开更多

关键词 “国际空间站” 延寿 风险 审查

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基于拟平均根数之差的航天器相对导航UKF滤波算法 被引量：4

9

作者 王功波 郑伟 汤国建 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1047-1053,共7页

针对星载雷达数据(距离及其变率、角度及其变率),推导了以相对拟平均根数为状态变量的星间相对导航UKF滤波算法。建立了包含J2一阶长期项摄动的状态转移方程。推导了无奇点的相对拟平均根数与相对位置速度之间的转换矩阵,并分析了坐标... 针对星载雷达数据(距离及其变率、角度及其变率),推导了以相对拟平均根数为状态变量的星间相对导航UKF滤波算法。建立了包含J2一阶长期项摄动的状态转移方程。推导了无奇点的相对拟平均根数与相对位置速度之间的转换矩阵,并分析了坐标变换中被忽略的二阶项的影响,对转换矩阵的精度进行了有效补偿。提出以相对位置速度为直接观测量,设计了具有自调整功能的测量误差协方差阵,避免了建立观测方程时状态量对直接观测量的繁琐偏导计算。仿真结果证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 相对拟平均根数 星载雷达 相对导航 J2摄动 UKF

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小卫星编队在轨释放方案优化设计 被引量：3

10

作者 王功波 郗晓宁 刘磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期440-443,共4页

随着空间站等大型航天器的发展,小卫星在轨释放技术的应用也越来越广泛。提出了一种小卫星在轨释放后与母星形成预定编队的方案。首先在二体假设下,基于Hill方程设计了小卫星的释放速度及其在常推力条件下的机动方案,使之与母星形成空... 随着空间站等大型航天器的发展,小卫星在轨释放技术的应用也越来越广泛。提出了一种小卫星在轨释放后与母星形成预定编队的方案。首先在二体假设下,基于Hill方程设计了小卫星的释放速度及其在常推力条件下的机动方案,使之与母星形成空间圆或水平圆等编队构形。其次,在燃料最优的原则下对设计方案作了进一步的优化,并分析了摄动因素的影响。最后应用数值方法验证了方案设计的正确性。论文提出的方案工程上易于实现,可为我国小卫星编队技术提供一定的参考。 展开更多

关键词 在轨释放 分离速度 相对运动 燃料最优

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面向空间环境治理的在轨服务空间法问题研究 被引量：3

11

作者 王冀莲 王功波 +1 位作者 杜辉 李伟杰 《空间碎片研究》 2020年第2期7-13,共7页

随着人类外空活动的增加,外空环境压力愈发严重,各国也开始探索空间环境治理途径,在轨服务技术在空间环境治理方面拥有广阔的应用前景。文章首先概括了在轨服务自上世纪60年代至今的发展状况,并且总结了各国目前对其用于空间环境治理的... 随着人类外空活动的增加,外空环境压力愈发严重,各国也开始探索空间环境治理途径,在轨服务技术在空间环境治理方面拥有广阔的应用前景。文章首先概括了在轨服务自上世纪60年代至今的发展状况,并且总结了各国目前对其用于空间环境治理的探索。其次,梳理出在轨服务任务结构,结合空间法体系,提炼出在轨服务应用于空间环境治理面临的空间碎片减缓、污染监管、落区控制等关键法律问题;并为完善这些问题进行空间立法策略分析。最后提出完善在轨服务空间法条款研究等促进国内空间法研究快速发展的建议。 展开更多

关键词 空间法 在轨服务 空间碎片 空间环境治理

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一种利用星间仅测向数据的滤波定轨算法 被引量：2

12

作者 王功波 汤国建 白玉铸 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1108-1112,共5页

基于星间方向观测数据实时确定目标星轨道,一般扩展Kalman滤波算法是建立角度直接观测量与状态量的线性关系作为观测方程。由于缺少距离测量值,仅包含角度信息的观测方程对状态变量的约束较弱,导致滤波算法收敛速度较慢。将用于初轨计... 基于星间方向观测数据实时确定目标星轨道,一般扩展Kalman滤波算法是建立角度直接观测量与状态量的线性关系作为观测方程。由于缺少距离测量值,仅包含角度信息的观测方程对状态变量的约束较弱,导致滤波算法收敛速度较慢。将用于初轨计算的改进拉普拉斯方程作为观测方程,这样,观测方程不仅包含了两星的几何信息,还充分考虑了目标星的轨道约束。仿真结果表明,在同样测量精度下,该算法的收敛性能明显优于一般滤波算法。 展开更多

关键词 改进拉普拉斯方法 星间测量 仅测向 轨道确定 收敛性

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基于J_2摄动的人工冻结轨道控制方法研究 被引量：1

13

作者 王功波 孟云鹤 +1 位作者 郑伟 汤国建 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期95-101,共7页

自然情况下,由地球非球形摄动J2项形成的冻结轨道的倾角必须等于某临界倾角,限制了冻结轨道的应用范围.文章提出仅在横向或者在横向以及径向2个方向均施加连续常值小推力的2种控制策略,在非临界倾角条件下,实现"人工"冻结效果... 自然情况下,由地球非球形摄动J2项形成的冻结轨道的倾角必须等于某临界倾角,限制了冻结轨道的应用范围.文章提出仅在横向或者在横向以及径向2个方向均施加连续常值小推力的2种控制策略,在非临界倾角条件下,实现"人工"冻结效果.对控制策略进行了优化设计,在确保不会对其他轨道要素的长期变化产生影响的前提下,使得燃耗最小.进一步从理论上证明了横向控制比径向控制更节省能量.仿真算例表明,相比已有的2种研究方法,本文提出的能量最优控制策略相同条件下可分别节省54.6%或86%的燃料. 展开更多

关键词 连续小推力 人工冻结轨道 高斯摄动方程 平根数法

原文传递

基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形

14

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。 展开更多

关键词 大椭圆轨道 相对轨道根数 相对构形

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新冠肺炎疫情大流行下的世界一流宇航企业发展动向 被引量：1

15

作者 吕景舜 王功波 李力 《国际太空》 2020年第7期53-58,共6页

2020年上半年,新冠肺炎(COVID-19)疫情在世界各地蔓延,对各国的经济和社会造成了严重冲击,全球宇航产业也未能幸免。总体来看,目前疫情对波音公司(Boeing)、洛马公司(LM)、空客公司(Airbus)等世界一流宇航企业的宇航业务影响有限,这些公... 2020年上半年,新冠肺炎(COVID-19)疫情在世界各地蔓延,对各国的经济和社会造成了严重冲击,全球宇航产业也未能幸免。总体来看,目前疫情对波音公司(Boeing)、洛马公司(LM)、空客公司(Airbus)等世界一流宇航企业的宇航业务影响有限,这些公司2020年第一季度宇航领域的经营业绩没有受到太大冲击,其中尤以洛马公司的经营稳定性最佳。此次疫情对中小宇航企业却产生了重大影响,毕格罗航天公司(Bigelow Aerospace)、一网公司(ONEWEB)和国际通信卫星公司(Intelsat)等多家海外商业宇航企业已经宣告破产或寻求破产保护。究其原因,主要是疫情给整体经济带来不利影响,使这些公司很难再获得外部投资者的有效注资,加上政府支持大多面向大型宇航企业,使这些中小宇航企业的命运摇摇欲坠。 展开更多

关键词 宣告破产 外部投资者 经营业绩 国际通信卫星 破产保护 空客公司 航天公司 洛马公司

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“载人龙”飞船成功实现世界首次载人飞船重复使用 被引量：1

16

作者 苑艺 王功波 《国际太空》 2021年第7期28-31,共4页

2021年4月23日,美国太空探索技术公司(SpaceX)在佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台利用猎鹰-9(Falcon-9)运载火箭成功发射“载人龙”(Crew Dragon)飞船,执行第二次“国际空间站”(ISS)业务化商业乘员运输服务,实现世界首次载人飞船重... 2021年4月23日,美国太空探索技术公司(SpaceX)在佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台利用猎鹰-9(Falcon-9)运载火箭成功发射“载人龙”(Crew Dragon)飞船,执行第二次“国际空间站”(ISS)业务化商业乘员运输服务,实现世界首次载人飞船重复使用,以及首次复用火箭和复用飞船组合执行载人发射任务。 展开更多

关键词 肯尼迪航天中心 载人飞船 国际空间站 太空探索 运载火箭 业务化 重复使用 发射台

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空间探索领域主要国际组织/机制研究

17

作者 李明建 杜辉 +1 位作者 王功波 王冀莲 《中国航天》 2020年第6期54-57,共4页

当前,我国正处在从航天大国向航天强国迈进的征程中,提升国际话语权是航天强国建设的重要方面,而国际组织/机制则是提升国际话语权的核心平台。空间探索是目前各国政府航天投资和大国政治外交角力的重要领域,开展空间探索领域国际组织/... 当前,我国正处在从航天大国向航天强国迈进的征程中,提升国际话语权是航天强国建设的重要方面,而国际组织/机制则是提升国际话语权的核心平台。空间探索是目前各国政府航天投资和大国政治外交角力的重要领域,开展空间探索领域国际组织/机制研究具有重要现实意义。 展开更多

关键词 空间探索 核心平台 航天大国 国际话语权 大国政治 航天强国 机制 现实意义

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