摘要：平流层浮空器可在20 km左右高空持久驻留,具有效费比高、驻空时间长、部署时间快等优点,是空天地一体化信息网络的重要组成部分。针对平流层浮空器在动态风场中的驻留控制问题开展研究。首先使用基于UNet的神经网络对平流层风场进行预测;其次提出了一种基于同时乐观优化的滚动时域优化控制器,该控制器适用于离散动作空间的规划问题,并针对禁飞区域和安全等约束进行改进;然后设计了一个奖励函数来权衡功耗和覆盖性能;最后完成了对2个位置和10个时间的仿真试验分析。结果表明,该算法可充分利用风场和气球动力学模型的信息,控制能力分别在90%和40%的情况下显著优于传统的贪心算法和A*算法,且能够较好地平衡能源管理和驻留性能,所提方法为其它平台的离散动作空间的最优控制问题求解提供参考。

摘要：目前,零压气球和超压气球固有的不足限制了高空气球的飞行能力。提出了1种无需消耗压舱物和浮升气体即可实现昼夜高度自稳定且能够长时间迂回飞行的临近空间串联气球系统。结合了2种气球的优点,避开了现阶段高空气球发展遇到的困难。建立了昼夜飞行高度一定的串联气球系统的数学模型,设计了能够利用准零风层风场条件实现迂回飞行的串联气球系统,通过与单一零压气球系统对比,验证了该系统的优势。数值仿真分析了零压气球形状、系统设计高度对超压气球尺寸、最大超压量等关键参数的影响,为设计飞行性能更好的系统提供了重要参考依据。

摘要：针对浮空器平台在数据传输过程中受到自身处理器性能限制的问题,提出了一种基于轻量型AES加密算法的浮空器平台数据传输方案;首先,方案以AES加密算法为基础,通过寻找轮函数循环的局部最优次数和将状态矩阵行移位变换改为列移位变换实现轻量型AES加密算法;其次,通过字节代换、列移位变换、列混合和轮密钥加4个步骤,设计以七次轮函数循环为核心的轻量型AES加密算法;最后,通过字节填充和矩阵旋转两个操作对过往不同类型的浮空器平台飞行数据进行预处理,并将预处理后的数据作为明文数据源输入对传输方案进行测试和分析,验证了轻量型AES加密算法的安全性和有效性;实验结果表明,该算法与AES加密算法相比,在保证数据安全传输的同时提高了算法运行速度,可以较好地应用于浮空器平台。