本文關(guān)鍵詞：近地軌道航天器的空間碎片碰撞預(yù)警與軌道規(guī)避策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本論文的研究是應(yīng)對(duì)日益惡化的空間碎片環(huán)境對(duì)近地航天器造成的碰撞風(fēng)險(xiǎn),提出一套可行的碎片預(yù)警方法和規(guī)避策略,使航天器在必要時(shí)刻,通過(guò)地面的指控,采取主動(dòng)的軌道機(jī)動(dòng),躲避危險(xiǎn)物體,從而提高生存能力。 作者在論文中主要完成了以下內(nèi)容:1)綜述了國(guó)外碰撞預(yù)警理論和規(guī)避方法,分析了近地軌道碎片環(huán)境。2)建立了碰撞預(yù)警的具體算法。依據(jù)航天動(dòng)力學(xué)理論和其他知識(shí),建立了碰撞預(yù)警相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,包括空間目標(biāo)軌道確定數(shù)學(xué)模型、空間物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、危險(xiǎn)物體判定準(zhǔn)則數(shù)學(xué)模型和空間物體碰撞幾何關(guān)系數(shù)學(xué)模型等,根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算航天器和危險(xiǎn)目標(biāo)的相對(duì)距離隨時(shí)間變化規(guī)律,設(shè)定了預(yù)警規(guī)則。3)制定了軌道規(guī)避準(zhǔn)則和策略。通過(guò)確定航天器與危險(xiǎn)目標(biāo)的幾何關(guān)系,估算碰撞速度、碰撞點(diǎn)的位置、碰撞程度,制定了規(guī)避準(zhǔn)則。根據(jù)不同的預(yù)期碰撞時(shí)刻和采取軌道機(jī)動(dòng)的時(shí)機(jī),建立了兩種規(guī)避策略數(shù)學(xué)模型,并據(jù)此分析提出了兩種規(guī)避方法高度分離法和軌跡分離法的原則和時(shí)機(jī)。4)編制了軌道預(yù)警與規(guī)避軟件。依據(jù)預(yù)警和規(guī)避的數(shù)學(xué)模型和理論,開(kāi)發(fā)了軟件。并進(jìn)行了相應(yīng)的功能驗(yàn)證計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】：空間碎片 碎片工程模型 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 碰撞避免 規(guī)避機(jī)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：V528
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12
• 1.2 國(guó)外航天器空間碎片碰撞預(yù)警和軌道規(guī)避現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 碰撞預(yù)警13-16
• 1.2.2 軌道規(guī)避16-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)空間碎片碰撞預(yù)警與軌道規(guī)避情況18
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.4.1 調(diào)研國(guó)外空間碎片預(yù)警和軌道機(jī)動(dòng)理論和方法18
• 1.4.2 分析近地軌道空間碎片環(huán)境，對(duì)我國(guó)載人航天器的碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性評(píng)估18
• 1.4.3 空間物體碰撞預(yù)警研究18-19
• 1.4.4 航天器規(guī)避準(zhǔn)則研究19
• 1.4.5 碰撞規(guī)避策略研究19
• 1.4.6 碰撞預(yù)警和規(guī)避軟件的開(kāi)發(fā)19-20
• 第二章 近地軌道空間碎片環(huán)境和碰撞風(fēng)險(xiǎn)20-32
• 2.1 空間碎片的背景知識(shí)20-25
• 2.1.1 空間碎片的數(shù)量20
• 2.1.2 空間碎片產(chǎn)生的來(lái)源分析20-23
• 2.1.3 空間碎片的測(cè)量23-25
• 2.1.4 分類編目和數(shù)據(jù)庫(kù)25
• 2.2 空間碎片環(huán)境模型25-28
• 2.2.1 建模方法概述26
• 2.2.2 短期碎片環(huán)境模型26-27
• 2.2.3 長(zhǎng)期碎片環(huán)境模型27-28
• 2.2.4 近地軌道的碎片軌道特征28
• 2.3 空間碎片的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估28-32
• 2.3.1 碰撞產(chǎn)生的危害分析29-30
• 2.3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用30
• 2.3.3 利用空間碎片環(huán)境模型對(duì)我國(guó)近地軌道航天器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估30-32
• 第三章 空間物體軌道確定及兩物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型32-46
• 3.1 空間物體軌道確定數(shù)學(xué)模型32-38
• 3.1.1 確定迭代初值32-37
• 3.1.2 軌道擬合數(shù)學(xué)模型37-38
• 3.2 星下點(diǎn)軌跡計(jì)算數(shù)學(xué)模型38-39
• 3.3 地面站可跟蹤范圍計(jì)算模型39-40
• 3.4 空間物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型40-46
• 3.4.1 空間物體位置計(jì)算40-41
• 3.4.2 空間物體相對(duì)位置計(jì)算41
• 3.4.3 非共面物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程41-43
• 3.4.4 共面物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程43-46
• 第四章 危險(xiǎn)碎片物體判定準(zhǔn)則46-56
• 4.1 交點(diǎn)判定準(zhǔn)則46
• 4.2 距離判定準(zhǔn)則46-47
• 4.3 碰撞點(diǎn)位置計(jì)算47-52
• 4.3.1 共面軌道碰撞點(diǎn)位置計(jì)算47-49
• 4.3.2 非共面軌道碰撞點(diǎn)位置計(jì)算49-52
• 4.4 相對(duì)碰撞速度計(jì)算52-54
• 4.5 確定碰撞點(diǎn)的幾何關(guān)系54-56
• 第五章 近地軌道航天器與空間碎片的碰撞規(guī)避準(zhǔn)則則與規(guī)避策略56-75
• 5.1 碰撞規(guī)避準(zhǔn)則56-59
• 5.1.1 相對(duì)幾何關(guān)系的判定56
• 5.1.2 局部碰撞位置的確定56-57
• 5.1.3 相對(duì)距離與碰撞預(yù)警57-58
• 5.1.4 規(guī)避準(zhǔn)則58-59
• 5.2 軌道規(guī)避策略59-75
• 5.2.1 短期規(guī)避策略59-68
• 5.2.2 中期規(guī)避策略68-75
• 第六章 碰撞預(yù)警及軌道規(guī)避軟件的實(shí)現(xiàn)與計(jì)算實(shí)例75-83
• 6.1 軟件的功能介紹75-76
• 6.2 軟件的結(jié)構(gòu)和主要功能模塊76-77
• 6.2.1 編目數(shù)據(jù)庫(kù)管理77
• 6.2.2 軌道計(jì)算模塊77
• 6.2.3 碰撞預(yù)警模塊77
• 6.2.4 規(guī)避策略模塊77
• 6.2.5 物體跟蹤模塊77
• 6.2.6 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊77
• 6.3 軟件流程圖77-78
• 6.4 計(jì)算實(shí)例78-82
• 6.4.1 計(jì)算并繪制空間物體星下點(diǎn)軌跡圖78-80
• 6.4.2 空間物體軌道確定計(jì)算80
• 6.4.3 預(yù)警計(jì)算80-81
• 6.4.4 規(guī)避策略制定81-82
• 6.5 結(jié)果驗(yàn)證情況82-83
• 第七章 結(jié)論與展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況88

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李怡勇;沈懷榮;李智;;空間碎片環(huán)境危害及其對(duì)策[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2008年06期

2 李磊;周軍;常燕;;軌道攔截預(yù)警算法研究[J];飛行力學(xué);2009年01期

3 褚鵬輝;程濤;;基于FPGA的空間目標(biāo)碰撞預(yù)警系統(tǒng)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年03期

4 馬寶林;桂先洲;;空間非合作目標(biāo)形式概念分析[J];吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 韓蕾;李聰穎;白顯宗;陳磊;;航天器碰撞規(guī)避機(jī)動(dòng)優(yōu)化策略研究[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王若璞;空間碎片環(huán)境模型研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張明選;航天器碰撞概率的計(jì)算方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 李陽(yáng);航天器TPS用耐高溫?zé)g修復(fù)劑研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

3 鞏雪;基于碰撞概率的編隊(duì)衛(wèi)星碰撞規(guī)避策略[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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5 厲建峰;大型光電陣望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)傳熱分析與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：近地軌道航天器的空間碎片碰撞預(yù)警與軌道規(guī)避策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：370418