摘要：针对卫星星座自主导航系统中存在的模型不确定性及难以准确获取的时变系统噪声统计特性影响导航精度的问题,提出了一种系统噪声在线自适应调整的UKF算法。基于所提出的自适应UKF算法设计了一种基于星间相对测量的卫星星座自主导航方法,该方法结合奇异值分解和比例修正的采样策略,解决了应用UKF时易出现状态误差方差阵丧失正定性而导致的Cholesky分解无法进行的问题。通过在低轨区域星座和中轨全球星座上的仿真实验,验证了该算法在提高滤波精度以及改善状态估计置信度方面的有效性,所提算法的定轨精度优于EKF算法、自适应EKF算法以及基于对称采样策略的UKF算法。采用CRLB分析法对导航算法的估计性能进行了分析验证。

摘要：本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)作为设计目标设计了一个感应式磁传感器,并对这一传感器进行了性能验证试验.在处理频率响应测试数据时设计了一种基于信号调制的处理方法,有效提取特定频率得到幅值和相位,并降低了随机噪声的干扰,磁传感器–3 dB带宽达到了0.01~10 kHz.在评估传感器噪声时,采用双探头差分的方法消除了环境的干扰,设计了相位差分析的评估方法,确认在哪些频带双探头探测的信号是同源的,在这些频带采用差分法评估是有效的.评估的结果是,传感器在1~10 kHz实现了1 fT·Hz^(–1/2)噪声水平.

摘要：5米光学02星的成功发射与在轨运行为林草行业各主体业务提供了丰富的遥感数据,为林业管理和生态服务提供可靠的信息保障。为测试5米光学02星多光谱数据在农田防护林监测这一林业主体业务中的应用能力,研究以河北省张北县为研究区,基于5米光学02星多光谱数据,构建了光谱、植被指数和纹理特征集,并设计4种分类信息提取方案:(1)光谱特征;(2)光谱特征+植被指数;(3)光谱特征+纹理特征;(4)光谱特征+植被指数+纹理特征。采用随机森林算法进行特征选择和分类信息提取、验证,最后评价了5米光学02星农田防护林信息提取的应用潜力和效果。研究结果表明:(1)基于5米光学02星多光谱数据能够准确提取研究区农田防护林信息,较好地反映了研究区农田防护林的实际分布情况。其中,方案1农田防护林分类信息提取结果总体精度、Kappa系数分别为0.8371、0.7760;方案2农田防护林分类信息提取结果总体精度、Kappa系数分别为0.8440、07855;方案3农田防护林信息提取总体精度、Kappa系数分别达到0.8839、0.8403;方案4分类结果精度最高,其总体精度、Kappa系数分别为0.8908、0.8499。(2)使用多类型特征变量相结合可有效提高农田防护林信息提取精度,就不同类型特征对农田防护林信息提取的贡献程度而言,光谱特征>纹理特征>植被指数。(3) 5米光学02星多光谱数据对农田防护林信息提取精度较高、结果可靠,能够较好地满足防护林监测业务的需求,在森林调查和监测主体业务中具有巨大的应用潜力。

摘要：航天器系统可靠性设计与验证作为航天器系统设计中的重点问题,随着航天器系统的复杂度、综合性和智能化程度越来越高,传统基于静态系统架构的可靠性设计已经越来越不能满足设计需求.而基于模型的系统设计方法在系统结构与行为一体化设计方面具有优势.本文在对基于模型的系统工程(model based system engineeving, MBSE)的航天器控制系统可靠性设计和分析工作进行分解的基础上,利用SysML建模语言,建立航天器通用化单机级和系统级可靠性验证模型,并以此为基础建立可靠性架构和行为的跨层级设计和验证一体化模型和设计流程,实现系统自顶向下的可靠性设计和结果验证迭代方案;利用实例表、值属性和Opaque元素,设计模型内及模型与外部文件间参数的传递与管理方法.设计实践表明本文提出的整套方案能满足通用化航天器系统可靠性设计与验证的需求,有助于航天器系统设计的模型化、模块化发展.

摘要：根据空间感知任务的特殊应用需求,开展了光电系统技术指标论证,完成了光学系统设计和性能测试。光学系统全视场设计值为60°,F数为3.0,主光线在像面的入射角为8°。光学系统采用低灵敏公差优化设计方案,并在公差分析时提出以离焦方式补偿点目标与面目标的MTF,使之在50 lp/mm处不小于0.4。采用传函仪对装配后的镜头进行指标检测:13.5μm弥散斑直径内星点能量集中度达到90%以上;点目标MTF在50 lp/mm处不小于0.55,15 m处的面目标在同样的分辨率处MTF不小于0.48;视场边缘相对中心的照度达到72%;全视场的畸变小于-0.58%;倍率色差绝对值为1.53μm。外场观星测试表明,光机系统测试灵敏度为6.4 Mv,单独头部测角精度均值为0.7″,3σ置信区间为2″~3″。

摘要：激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐照不连续的情况时有发生,因此亟需开发SLM过程中工艺参数在线动态调控及质量监测技术,以保障制造工艺的可靠性和成形件质量的稳定性。通过声发射信号处理与神经网络算法,实现对采用不同激光工艺参数的熔道SLM成形过程的声发射信号分类预测。在降噪模块中,为确定经验模态分解的分解层数从而将其作为神经网络输入神经元的数量,提出一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判方法。在分类预测模块中,对比基于经验模态分解和小波包变换两种声信号特征提取方法所设计的神经网络性能。研究结果表明神经网络模型对于不同激光参数产生的声发射信号进行分类预测的可行性,从而可直接指导SLM工艺参数的在线调控优化或优选,并为SLM过程的成形质量在线监测系统奠定理论方法基础。

摘要：针对核热火箭发动机系统方案展开深入研究,提出了3种液体火箭发动机系统循环选型和3种系统流路设计方案。以高比冲和经济性为优化目标进行系统热力循环选型和系统参数优化设计,最终选择了一种基于带驱动元件金属陶瓷(CERMET)快堆的闭式膨胀循环高性能系统方案。采用遗传算法进行该优化方案下系统参数最优化分析,结合工程实际最终得到室压5 MPa,涡轮前温度400 K,比冲大于900 s的优化设计系统方案,并对相关组合件理论特性进行分析,提出未来组件优化方向,为后续核热火箭发动机设计提供基础。

摘要：针对空间反应堆要求能量密度高和长寿命等特点,提出一种以气体箔片轴承作为支承,高效率径流式叶轮作为驱动的离心式压气机设计方案。以特定流量、压力、功率和效率作为设计依据,进行叶轮的气动设计,得到高效率压气机和高效率径流式涡轮模型。基于有限元法,对径向气箔轴承的顶箔变形分别采用欧拉梁和厚板模型进行表达,并结合Reynolds方程进行求解,厚板模型的计算结果准确反映了顶箔沿轴向的变形,由此得到的气膜厚度、气膜压力和承载力更加符合实际,在厚板模型基础上求得轴承动态刚度和阻尼系数更为合理。选取合理的轴承模型获取了转子系统的临界转速和闭式布雷顿系统的最低起飞转速,并由线性轴心轨迹得知转子系统在额定工况具有更好的稳定性。最后对止推箔片轴承的承载特性进行了分析,提出了装配注意事项,为10 kWe空间堆闭式布雷顿系统驱动单元样机研制提供了理论指导。

摘要：巨型星座的异构化是市场牵引、任务驱动未来天基系统的大趋势,如何发展好、用好、管理好异构巨型星座是行业内持续探讨的热点。针对异构巨型星座在体系设计、协同组网、灵活应用和系统运行等方面的问题,瞄准“动态协同、高品质服务、无感使用、易于管控”等需求目标,本文提出“联接、感知、智算、传输、研训、管控、应用”七位一体的异构巨型星座体系构建思路,应用开放式设计理念,实现快速、灵活、自主的星座资源整合与调度,支持模块化、可伸缩的多业务、多应用的按需服务。

摘要：针对航天嵌入式软件(aerospace embedded software,AES)时序需求复杂带来的时序需求定义不准确问题,提出一种基于MARTE(modeling and analysis of real-time and embedded systems)模型的数据流时序(data flow timing based on MARTE,DFT-MARTE)模型,设计基于该模型的处理点缓存计算算法、时序偏离概率检测算法和时序序列分析算法。处理点缓存计算算法动态更新缓存空间,使后续时序检测正常执行;时序偏离概率检测算法利用多线程并发模拟时序特性,检测需求中时序偏离问题;时序序列分析算法是基于梯度下降算法,拟合时序序列,指导用户优化需求。该模型相比传统数据流模型更适用航天嵌入式软件,利于后续开发和维护,具有极高的应用价值。