【摘 要】
：
基于相对成像时刻编码方式,提出一种适用于敏捷成像卫星任务规划的自适应遗传算法(RITC-AGA).首先,综合考虑对地凝视成像点目标观测收益与卫星姿态转移期间能耗,构建了卫星任务规划指标函数;其次,基于线性化的姿态动力学模型求解了单次目标间能量最优姿态机动;再次,为确保遗传算法对决策变量有完整的搜索空间并提升迭代效率,设计了一种相对成像时刻编码与解码规则,可适用于规划周期长、卫星对目标有多个时间窗口的情况.最后,通过典型任务规划算例下的对比仿真实验验证了本文所设计方法的有效性与优越性.
【机 构】
：
哈尔滨工业大学控制科学与工程系, 哈尔滨150001;北京控制工程研究所, 北京100190;空间智能控制技术重点实验室, 北京100190
论文部分内容阅读
基于相对成像时刻编码方式,提出一种适用于敏捷成像卫星任务规划的自适应遗传算法(RITC-AGA).首先,综合考虑对地凝视成像点目标观测收益与卫星姿态转移期间能耗,构建了卫星任务规划指标函数;其次,基于线性化的姿态动力学模型求解了单次目标间能量最优姿态机动;再次,为确保遗传算法对决策变量有完整的搜索空间并提升迭代效率,设计了一种相对成像时刻编码与解码规则,可适用于规划周期长、卫星对目标有多个时间窗口的情况.最后,通过典型任务规划算例下的对比仿真实验验证了本文所设计方法的有效性与优越性.
其他文献
当前很多研究利用遥感影像关注地表水动态变化情况,但不同算法得到的变化情况尚待进一步分析.基于GEE平台,以三江源为例,利用JRC全球地表水产品对三江源2001～2018年的地表水体面积进行动态变化分析,并结合大气再分析产品ERA5和PERSIANN-CDR进行驱动力分析.结果 表明:2001～2018年期间,三江源常年性水体面积从6403.61 km2增加至7473.09 km2,主要增加部分分布于长江源区;三江源常年性水体面积变化和年降水量有显著正相关关系,常年性水体面积变化和气温没有显著相关关系;卓乃
由于云、大气等因素,归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时间序列数据存在一定的误差.Savitzky-Golay(S-G)滤波方法能够在一定程度上减小这种误差,抑制突降的低质量像元值,但对于低质量像元高值的抑制和高质量像元值的保护有所欠缺,而且不能很好的运用于不同时间间隔的时间序列影像重建中.基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合利用空间插值和时间滤波以及像元质量分析对重庆2014年春至2018年冬250 m分辨
城市热岛是一种城市地区温度比郊区温度高的现象,它可改变城市的自然和社会过程,引发一系列环境问题.利用Landsat 8 TIRS10波段的单通道算法(TIRS10_SC算法)反演了长沙主城区2013年7月、2016年3月、7月和11月4景Landsat 8影像的地表温度,并进一步分析了地表温度的时空分布特征,建设用地、绿地、河流以及不同材质的屋顶等典型地表对主城区地表温度的影响.结果 表明:①长沙火车站沿线、高桥大市场和部分工厂在各个时期均为高温区.2016年7月浏阳河周边区域热岛效应相对于2013年7月
针对大型低轨星座在轨运行的高精度构型保持问题,提出了一种基于极限环的高精度相位保持方法.首先,推导了实际轨道与参考轨道的平相位角偏差与半长轴偏差的关系;然后,建立了基于极限环的相位保持周期以及半长轴改变量计算方法;最后,基于推导的半长轴偏差与相位偏差的关系,提出了一种相位保持实施方法.考虑地球非球形和大气阻力的数值仿真表明:本文提出的相位保持方法能够在卫星定轨数据精度不高、数据采样间隔较大的情况下,实现低轨星座系统的高精度相位保持.
首先推导了单自由度系统在矩形和半正弦波形脉冲冲击下响应谱动力放大系数与脉冲作用时间的理论解析公式,然后采用有限元显示冲击动力学分析方法,分析了火星探测器进入舱进入过程中开伞弹伞低频大冲击载荷的载荷波形、脉冲作用时间以及结构阻尼对进入舱主结构动力放大系数的影响;最后介绍了开伞载荷悬吊冲坠模拟冲击动载试验和弹伞载荷真实弹伞筒冲击动载试验.分析与试验结果表明:冲击作用时间在1 ms以下时,结构衰减效应明显,冲击作用时间大于5 ms后,动力放大系数同波形下趋于稳定;开伞载荷由于指数型前沿上升时间较长,动力放大系数
针对模块化卫星各模块结构独立且需满足重复分离的要求,以及热耗不均衡分散分布的特点,提出金属基底-阵列碳纳米管热接口、结构板石墨稀涂膜及智能热控涂层散热面的模块化热控技术.该热控技术建立了可重复分离的模块间及受限空间模块内部的高效传热路径,并可自适应外热流变化,从而实现模块化卫星分散式热耗的协同散热.通过热仿真有限元分析模拟了近地圆轨道卫星在轨极端工况下的温度响应,结果满足热控指标要求,验证了模块化热控技术在低轨模块化卫星中的应用.
针对基于移动机器人的半物理系统运动精度较差,需要机械臂对移动机器人进行实时精度补偿的问题,提出了一种以超冗余机械臂为规划对象的整体规划方法.该方法将整体系统等效为一个超冗余机械臂,并且根据该超冗余机械臂的自运动特性调整关节构型,使其远离关节极限并且最大化灵活操作能力,为后续的实时补偿控制创造条件.最后将该算法在实际搭建的基于移动机器人的半物理系统上进行了实验,实验结果验证了该算法的必要性和有效性.
针对探测器动作持续、并行、消耗能源所导致的规划修复难求解问题,提出一种基于期望状态序列的深空探测器规划修复方法.该方法根据动作的执行完成情况,从既定规划中提取未完成执行动作的期望效果以及待执行动作的期望前提,构成一组有序的、逻辑与能源混合的期望状态集合,为规划修复提供子目标,从而将规划修复问题转化为状态转移路径搜索问题;并在搜索过程中,提出能源补给优先的规划修复策略,将逻辑修复与能源修复分离以降低问题求解难度,最终使得探测器能够自主从规划失败中恢复执行.最后,以火星环绕器为例进行数值仿真,验证了方法的有效
在再入轨迹优化中考虑了不确定性因素的影响,并根据鲁棒优化理念,构建了再入飞行轨迹鲁棒优化模型.轨迹鲁棒优化模型中包含随机变量,现有轨迹优化方法难以求解;针对此困难,采用协方差分析描述函数法(CADET)将含有随机变量的轨迹鲁棒优化模型转化为等价的确定性轨迹优化模型,然后用伪谱法求解.以考虑气动参数不确定性的再入轨迹优化问题为例,分别用确定性优化和同时约束均值与标准差的鲁棒优化方法进行求解.结果显示,相较于确定性优化,鲁棒轨迹优化得到的最优再入轨迹对于气动不确定性的敏感度明显降低,表明了本研究提出方法的有效
针对小天体环境暗弱、存在自旋情况下,陨石坑难以检测的问题,提出了一种陨石坑智能检测算法.通过局部方差均衡算法增强暗弱环境下图像中的陨石坑特征,然后利用多视角重投影模拟小天体自旋及相机视角变化,并进行数据增强.对于陨石坑漏标或标注错误问题,采用YOLOv4结合自学习的网络结构更新数据集标注信息,有效提高标注率.同时,对于小陨石坑漏检问题,将预测图像切分成若干个有重叠区域的子图像并合并预测结果.实验结果表明,该算法与现有主流检测网络相比具有更好的效果.