郑爱武
- 作品数：15 被引量：37H指数：4
- 供职机构：北京航天飞行控制中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防科技技术预先研究基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术天文地球兵器科学与技术更多>>
- 月地返回轨道误差分析和第一次中途修正时机
- 2014年
- 分析了月地返回飞行过程中的误差因素和量级采用蒙特卡洛法和统计理论,定量分析了月地返回轨道入轨时刻误差、入轨状态误差、入轨控制误差、转移段定轨误差、中途修正控制误差等各种误差对轨道终端参数的影响。给出了月地返回轨道中途修正的计算步骤,然后以预期再入时刻和目标再入点为修正目标,采用微分改正法计算中途修正所需的速度增量。结合误差分析结果和测控条件,给出第一次中途修正时机的建议和一个具体算例,计算结果表明所提中途修正方法和策略可以修正入轨误差、定轨误差和控制误差的影响,使月地返回轨道可以按预期的再入时刻返回预定再入点。
- 郑爱武周建平胡松杰
- 关键词：误差分析蒙特卡洛法中途修正
- 月地转移轨道精确轨道设计被引量：4
- 2014年
- 以基于Lambert算法的快速轨道设计结果为初值,开展精确轨道设计研究。通过对月地返回飞行阶段的摄动项和量级分析,建立了月地转移轨道的动力学方程,提出了一种双向嵌套循环搜索算法,采用该算法求解同时满足两端约束条件的精确月地转移轨道。该算法以出月球影响球的时刻和位置、速度为中间变量,一方面采用前向数值积分和微分改正法搜索满足地球再入端的轨道,另一方面采用后向数值积分并进行倾角和近月距修正得到满足月球端的轨道,通过这种双向嵌套循环,使得两段轨道在月球影响球边界处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束条件的月地转移精确轨道。最后以2017年1月26日出月球影响球作为返回窗口,给出了具体的设计算例,并通过STK软件仿真验证了程序的设计结果。
- 郑爱武周建平
- 关键词：数值积分
- 深空探测器三程多普勒建模与算法实现被引量：8
- 2017年
- 针对高精度深空探测多普勒应用,提出了一种间接使用中心天体、航天器的速度与加速度进行多普勒建模的方法。避免了计算机字长截断误差、星历表插值误差对建模精度的影响。使用该算法对环火星探测器进行了连续1周的多普勒计算,通过常规的距离差分方法检验了算法的正确性,对计算的1小时多普勒数据进行10阶多项式拟合,拟合后数据残差小于0.002 mm/s.分析结果表明该算法计算多普勒结果正确,计算精度较常规距离差分算法在精度上得到1个量级的提升。
- 曹建峰黄勇刘磊张宇郑爱武胡松杰
- 关键词：深空探测多普勒
- 直接再入大气的月地返回窗口搜索策略被引量：10
- 2014年
- 结合从月球停泊轨道直接返回地球的月地转移轨道设计,提出了一种月地返回窗口的搜索策略。首先基于双二体模型,结合月地转移轨道快速设计进行当天最小再入角的计算,根据当天最小再入角的计算结果初步判断返回窗口,然后指定再入角约束,在初步返回窗口内搜索满足两端约束条件的双二体月地转移轨道。然后将该轨道作为初值,基于受摄双二体模型,采用数值积分和微分改正法进一步求解精确的月地转移轨道。最后根据精确轨道计算结果,特别是速度增量,进一步确定返回窗口。这种策略大大加快了计算返回窗口的效率,可以在大范围内快速搜索返回窗口。通过对2017年1月和2月返回窗口的搜索及对结果的分析,最终给出了满足最省燃料和3天连续返回的窗口建议。
- 郑爱武周建平
- 关键词：数值积分
- 月地返回轨道控制误差传播及分离点位置精度分析被引量：2
- 2012年
- 基于探月工程三期论证中的一条月地返回轨道,分析了影响轨道器和返回器分离点位置计算精度的误差因素,建立了相应的误差协方差传播模型。通过仿真计算,讨论了在不同修正时机下,末次修正控制误差对轨道的影响,给出了分离点位置误差与末次修正后轨道误差之间的关系,对末次修正时机和分离时机的选择与分离点位置误差的关系进行了初步分析,结果表明,适当延后末次修正时间,以及适当提前分离有助于控制分离点位置误差。
- 郑爱武周建平胡松杰
- 关键词：协方差矩阵
- 嫦娥一号卫星飞行控制模拟器的设计与研制被引量：1
- 2013年
- 飞行控制模拟器,简称飞控模拟器,是飞控中心用来验证飞行程序和地面测控方案,训练操作人员的模拟仿真系统,为系统演练构造一个尽量逼真的任务环境.介绍了嫦娥一号飞控模拟器的功能、结构和使用模式.提出了带轨道根数跳时的新方法,使模拟器具备加速跳时至任意轨道段的能力,提高了任务演练的灵活性.建立了高精度轨道动力学模型,并首次在模拟器中直接嵌入了部分星载软件,大大提高了模拟器的保真度.同时专门设计了图形化的集中监控软件,方便了用户的操作和管理.该模拟器在嫦娥一号卫星任务准备中得到了充分的应用,为嫦娥一号卫星任务的圆满完成奠定了坚实的基础.根据该模拟器的开发经验,对未来模拟器的研制提出了几点建议.
- 郑爱武周建平麻永平
- 关键词：轨道动力学保真度
- 月地转移轨道快速设计方法被引量：3
- 2014年
- 月地转移轨道设计一般分为初步轨道设计和精确轨道设计.其中,初步轨道设计的准确性是确保后续精确轨道设计收敛的关键.提出了一种基于Lambert算法的月地转移轨道快速设计方法.以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量,将轨道分为地心段和月心段分别进行计算.将探测器飞出月球影响球至指定再入点的地心段轨道简化为一个Lambert问题进行求解,提出了通过牛顿迭代法求解月地转移轨道Lambert问题的方法,避免了Lambert问题求解时大量的超几何函数和级数计算,提高了计算效率.在月心段轨道的快速计算中,提出了根据探测器出影响球速度矢量、月球停泊轨道倾角和近月点高度计算月心双曲线轨道根数的新方法.通过迭代计算,使得两段轨道在月球影响球处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束的双二体月地转移轨道.该方法计算速度快,精度相对较高.计算结果可以作为后续精确轨道设计的初值.
- 郑爱武周建平刘勇
- 关键词：牛顿迭代法
- USB观测数据时标偏差影响分析与评估被引量：2
- 2011年
- USB系统是目前中国载人航天和月球探测任务的主要测控网.由于USB测量设备本身以及无线电信号传播媒介以及其他误差因素的影响,USB测量数据中包含了各种误差,需要在定轨时对观测数据进行误差修正.通常,例行的USB测量误差修正包括对流层折射修正、电离层延迟修正和通道延迟修正,但对定轨过程中可能影响观测数据计算精度的时标偏差并未作修正.针对USB测距测速观测数据,详细研究了观测数据时标偏差对观测值计算精度的影响,分析了误差影响特性,建立了相应的误差修正模型,并通过与卫星星历偏差对USB测距测速观测值计算精度影响特征的比较,发现时标偏差对测量的影响与轨道沿迹误差对观测计算值的影响等效,这使得在定轨过程中分离时标偏差的难度较大.提出了基于星载GPS定位数据分离时标偏差的方法,并利用某次任务的实测数据,分离出了该次任务中USB测量的时标偏差.最后针对目前USB数据时标偏差影响和观测误差量级相当的情况,建议将目前的观测时标精度提高到优于0.1ms的水平,使得时标偏差的影响降低到比观测误差小一个量级的水平.
- 郑爱武周建平胡松杰孙靖
- 关键词：测距测速
- 基于“嫦娥二号”卫星任务约束的月面景象匹配
- 2013年
- 针对月球卫星的景象匹配定位问题,为"嫦娥二号"卫星设计了相应的匹配模式,并构造约束模型进行了匹配矩阵的修正,实现了"嫦娥二号"线阵CCD观测图和美国LRO卫星局部基准图的子图像块大规模匹配。实验中,首先通过构建匹配矩阵和测试库验证了单对图像归一化互信息匹配的可行性和局限性,然后通过约束模型修正,显著性水平取0.1时,使匹配成功率从60.7%提高到89.0%,并且测试库中89.0%的正确匹配对被匹配矩阵所保留。实验结果表明,所提方法对"嫦娥二号"观测图的高效、高成功率匹配可行,能够为进一步的月球卫星位置视觉解算提供可靠的匹配数据。
- 卜彦龙李想郑爱武唐歌实
- 关键词：景象匹配线阵CCD
- 虹湾地区高分辨率成像轨控方案被引量：1
- 2012年
- 为了获取分辨率更高的全月面图像数据,并对嫦娥三号任务预选着落区之一的虹湾地区进行高分辨率成像,"嫦娥二号"卫星提高了CCD立体相机的分辨率,并通过降轨机动进一步降低轨道高度,在远月点高度100km和近月点高度15km的椭圆轨道(简称试验轨道)的近月点附近对虹湾地区进行高分辨率成像。由于卫星能源的限制,卫星在该轨道上不能长时间停留。为了保证成像质量,要求太阳高度角必须高于15°。另外,必须有足够的测控弧段来满足测定轨道精度要求。这些约束条件都对该轨道的控制实施方案设计提出了很高的要求。文章结合嫦娥一号任务的工程实践经验,基于中国自身的测控资源和测控条件,对试验轨道进行了特性分析,根据成像约束条件和测定轨要求,给出了试验轨道的控制计算方案,提出了固定开机时刻和燃料最优两种计算方法解算控制参数。计算结果和误差分析结果表明卫星在试验轨道内满足安全和成像要求,确认了该方案的正确性和可行性。
- 郑爱武刘勇周建平
- 关键词：深空探测
