王功波
- 作品数：13 被引量：57H指数：5
- 供职机构：国防科学技术大学航天与材料工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防科技大学预研基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 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
- 2011年
- 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。
- 王功波郑伟汤国建
- 关键词：星载雷达相对导航J2摄动UKF
- 小卫星在轨安全分离速度设计被引量：6
- 2007年
- 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。
- 王功波郗晓宁
- 关键词：小卫星
- 基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形
- 2009年
- 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。
- 王功波郗晓宁
- 关键词：大椭圆轨道相对轨道根数
- 一种利用星间仅测向数据的滤波定轨算法被引量：2
- 2011年
- 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。
- 王功波汤国建白玉铸
- 关键词：星间测量收敛性
- 基于J_2摄动的人工冻结轨道控制方法研究被引量：1
- 2011年
- 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.
- 王功波孟云鹤郑伟汤国建
- 关键词：连续小推力
- 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：5
- 2009年
- 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。
- 刘磊郗晓宁戎鹏志王功波
- 关键词：稀疏数据变尺度法
- 小卫星在轨释放有关问题研究
- 本文针对小卫星从飞船或空间站在轨释放相关问题展开论述,主要分析设计了安全分离速度,并简单讨论了小卫星在轨释放后形成编队以及星间相对导航技术。 首先,采用数值方法分别计算飞船与小卫星的轨道,搜索得到安全分离速度。分析了决定...
- 王功波
- 关键词：小卫星航天器相对运动相对导航
- 基于轨道动力学的椭圆轨道悬停方法被引量：12
- 2010年
- 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。
- 王功波孟云鹤郑伟汤国建
- 关键词：轨道动力学
- 基于连续小推力的航天器轨道设计与控制方法研究
- 论文系统研究了连续小推力技术在近地空间轨道设计和控制中的应用,全文主要研究成果总结如下: 基于连续小推力控制提出一种普适的相对构形设计方法,并据此设计出两种典型非自然相对构形:悬停轨道和快速绕飞轨道。1)从悬停轨道的定义...
- 王功波
- 关键词：航天器连续小推力快速绕飞滑模变结构控制
- 相对非圆轨道的悬停控制方法研究被引量：5
- 2011年
- 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.
- 王功波郑伟孟云鹤汤国建
- 关键词：连续小推力变结构控制
