摘要：针对中国空间站舱内悬浮实验台微重力水平最优的控制问题，考虑舱内运动行程空间约束及各类不确定性因素的影响，以不同时长下的最优微重力水平为目标，提出基于凸优化的空间站舱内悬浮实验台自主轨迹规划方法和基于误差反馈控制的轨迹跟踪方案。介绍悬浮实验台的结构，建立空间相对运动动力学模型，并将其线性化；通过凸优化的方法求解微重力水平最优的运动轨迹及相应的控制力序列；设计基于误差反馈的PID跟踪控制律，兼顾微重力水平的同时实现对优化轨迹的快速跟踪控制。数值仿真结果表明：当微重力科学实验时长需求为1 h时，最优微重力水平可达9.121×10-6m/s2。基于凸优化的空间站舱内悬浮实验台自主轨迹规划方法和基于误差反馈控制的轨迹跟踪方案，能够实现指定时长需求的最优微重力水平，给当前中等时长（1 h）最优微重力水平问题提供了解决思路，提升了中国空间站舱内悬浮实验台的应用价值。

摘要：为提高大型空间结构建造效率、降低发射成本，基于月壤填充加固理念提出一种树叶仿生式折展舱结构及相应的拓扑优化设计方法，实现可折展太空舱的加筋构型优化.参考树叶的叶脉分布原理进行仿生流线型加筋构型设计，利用月壤对折展舱板壳内部进行填充，实现加筋强化.基于Mohr-Coulomb本构模型拟合月壤材料的力学参数，以结构刚度、稳定性及质量为优化变量，构建折展舱面板结构的多目标优化模型并进行求解.分析结果表明：在月球重力作用下，舱体折展比约为5.7，结构应变能、自然频率与总质量之间通过多目标优化实现综合性能最优构型设计.对于应变能与自然频率的加权总目标，当权重0≤w≤0.08时，40%月壤体积分数结构最优，当0.08更多还原AbstractFilter('ChDivSummary', 'ChDivSummaryMore', 'ChDivSummaryReset');

摘要：为提升空间科学实验数据的分析效率与利用水平,设计以数据可视化为切入点,支持多领域、长周期空间科学实验数据交互分析的系统架构,对系统关键技术进行研究。设计分析算法动态扩展和服务映射流程,支持数据分析算法的扩展与更新,建立算法的快速处理模式和复杂分析模式,兼容与支持不同类型分析算法的处理流程。通过多可视化组件之间的数据联动,直观且同步呈现相关联数据之间的相关性。采用可视化视图交互调整和布局,支持不同数据、不同显示屏幕的个性可视化需求。系统应用表明:系统已集成了十余种空间科学实验数据分析算法,实现了多领域空间科学实验数据的可视化分析。

摘要：本文首先简要介绍了全国(中国)空间轨道设计竞赛的发展概况和第十二届全国(中国)空间轨道设计竞赛题目的研究背景。然后介绍并解读了“可重复使用地火运输空间站火星移民”“可重复使用探测器飞越探测近地小行星”两组竞赛题目,回顾了竞赛组织历程,分析了竞赛最终提交结果。最后简要陈述了赛后交流和研讨情况以及总结和展望。此外,文中各章节对本竞赛区别于其他学科竞赛的若干特色也进行了简要陈述。

摘要：为解决具有多次轨道机动能力、多探测目标、多探测器协同的对地观测任务的星下点轨迹规划优化问题,提出一种基于特征参数拟合的星下点轨迹快速计算方法,并采用基于数据库的星下点轨迹拼接方法建立优化模型。首先,对描述星下点轨迹的特征参数进行分析和提炼,采用多项式对特征参数进行拟合实现快速计算;然后,根据探测目标建立观测码数据库,再进一步整理成轨迹数据库;最后,建立基于轨迹数据库的优化模型,解决整个星下点轨迹规划问题。对第11届全国空间轨道设计竞赛的固定目标快速全覆盖任务进行仿真,能够在19.19 d内完成该任务,表明所提设计方法和方案,可用于各类近圆轨道的星下点轨迹设计。

摘要：近年来,随着三维模型资源的飞速增长,三维室内场景合成得到了广泛关注。目前计算机视觉领域中对场景布局知识学习和提取有较为丰富的研究,但忽视了场景合成中整体场景的色彩兼容性。因此,文中针对室内场景自动合成过程中的色彩设计展开研究,提出了一个基于数据驱动的室内场景着色模型。将室内场景着色过程中的颜色分配问题转化为优化问题,以参考场景的颜色主题作为约束条件建立了能量方程,求解得到场景内每个家具模型的颜色方案。结果表明,该方法能根据输入的参考场景图片自动合成布局合理且色彩和谐的虚拟室内场景。

摘要：在地面运控子网和载荷信息网中设计IPsec、GRE或RFC2003三种IP隧道协议,通过平台信息网和天地测控网,封装的用户数据包能在天地通信链路中路由,以支持在轨载荷和地面运控终端之间端到端的灵活通信。设计支持IP隧道协议通信的天地一体化信息网络架构,给出各级路由器的设置和网段IP地址分配,计算和分析出三种IP隧道协议的通信效率与实时性。分析结果表明,采用IP隧道协议对改变传统地面运控模式、提高运控效率具有重要意义。

摘要：天宫二号紫外前向光谱仪是一种对全球中层大气进行大气痕量气体垂直分布探测的新型光谱仪,在对大气痕量气体进行反演中,需要高精度地计算观测大气的高度参数等几何位置参数。本文针对该光谱仪的几何成像特点,设计并提出了一种高精度的大气高度的计算方法。首先,计算传感器坐标系下的观测矢量;其次,利用平台的轨道参数、姿态及成像时间等成像几何参数,推导出传感器坐标系到地心固定坐标系的转换矩阵,同时将观测矢量转换到地心固定坐标系下;再次,以标准地球椭球体为基准,建立经过临边切点的虚拟椭球体模型,并计算切点的地理坐标;最后,依据切点坐标推导出切点的临边高度。与理论值对比分析,在相同地球临边高度对应的散射光谱幅亮度分布保持一致,并且与美国OMPS载荷反演的O3结果进行定位误差分析,高度误差小于1pixel,在2km范围内,从而验证了本文所提算法的可行性和正确性。

摘要：利用较少数目低轨卫星构建星座实现对特定区域的密集观测任务是2016年第8届中国力学学会全国空间轨道设计竞赛乙组题目的主要内容.本文描述了中国科学院空间应用工程与技术中心的设计方法与结果(该设计结果获得本届竞赛一等奖).针对地面特定区域内225个目标点重访周期小于1 h的观测需求,采用了基于多条共星下点轨迹构建卫星星座的设计方法,旨在使得所需要的低轨卫星颗数最少.星座设计方法包括建立"圆形回归轨道-目标点"数据库、全局搜索可观测所有目标点的圆形回归轨道以及共星下点轨迹卫星星座轨道参数求解等3个主要步骤.设计结果验证了该方法在求解较少卫星颗数、地面特定区域多目标点密集观测问题的有效性.该设计方法有望拓展为低轨卫星星座设计的一类通用方法.

摘要：面向天宫二号应用任务各类不同机理的先进科学实验类载荷和对地观测载荷的数据处理、存档管理、质量分析、运营服务和数据应用研究等方面的需求,研制建设了一套业务功能覆盖全面、支持能力突出、技术特色鲜明的一体化地面数据处理与服务系统,实现了多源海量数据自动化并行处理、高精度标准化产品生产、高效数据存档与可视化管理、数据质量分析与控制、在线分发服务及运营等功能.本文总结了国内外航天地面数据处理与服务系统现状及发展趋势,分析了天宫二号应用任务空间科学与应用数据在处理、管理、共享服务等方面的技术要求,系统性地设计了地面数据系统的整体架构、业务流程、功能与接口等,详细设计并实现了数据并行处理与产品生产、可视化数据存储与管理、系统运行管理与控制、数据质量分析与控制及数据在线共享服务等方面的业务功能,进一步分析了新型对地观测载荷高精度数据处理、业务流程高并发调度与管控技术等关键技术问题并阐述了具体解决方案.该系统已稳定运行三年,为国内外广大科研工作者累计提供了超过48 TB的数据产品,为中国载人航天工程空间应用各领域科学研究、成果产出及应用推广发挥了重要的地面数据系统技术支撑与保障作用.