基于小型艙外服務飛行器的在軌服務技術在保證航天器高效、穩(wěn)定地在軌運行研究方面具有重要意義。航天員在艙內遙控服務飛行器為空間站提供服務時,不僅要保證完成任務的高效性,還要保證航天器和航天員的安全性,因此需要設計一套輔助操作的可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)要能夠實現(xiàn)太空復雜環(huán)境和航天器的相對運動建模,對于航天器之間近距離的相對運動要能及時提供碰撞預警,形成具有高度真實感、沉浸感和交互性的輔助操作可視化系統(tǒng)�；谝陨显�,本文做了如下工作:（1）服務飛行器與空間站的相對運動建模。使用相關空間坐標系及其相互轉換,確定空間站絕對軌道和服務飛行器相對空間站分離/撤離、繞飛/懸停、交會對接等的標稱軌跡,最后使用動力學C-W方程對航天器的相對運動進行建模,根據初始條件推算相對運動狀態(tài)。（2）復雜結構碰撞檢測算法。針對復雜結構模型的碰撞檢測,重點研究凸體碰撞相關的理論基礎、復雜模型的預處理和基于改進GJK算法計算凸體之間的距離,從而實現(xiàn)航天器之間相對運動的碰撞檢測,提高碰撞檢測的實時性。（3）基于航天器之間的相對運動和碰撞檢測算法,選擇國際空間站的在軌服務進行仿真實現(xiàn)。通過基于C++和OSG的網絡、多線程和動態(tài)鏈接... 

【文章來源】：南昌航空大學江西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 在軌服務的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 太空視景仿真技術研究現(xiàn)狀
        1.2.3 碰撞檢測技術研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
    1.4 論文內容安排
第2章 航天器相對運動建模
    2.1 坐標系
        2.1.1 空間坐標系
        2.1.2 坐標系空間轉換
    2.2 軌道基礎
        2.2.1 空間站絕對軌道
        2.2.2 服務飛行器標稱軌跡
    2.3 服務飛行器與空間站的相對運動
    2.4 本章小結
第3章 復雜結構碰撞檢測算法
    3.1 相關理論基礎
        3.1.1 單形體
        3.1.2 Minkowski和與Minkowski差
        3.1.3 支撐點和支撐映射
        3.1.4 分離軸定理
    3.2 預處理
    3.3 基于改進GJK算法的精確碰撞檢測
    3.4 本章小結
第4章 系統(tǒng)總體設計
    4.1 任務背景
    4.2 需求分析
    4.3 系統(tǒng)設計
    4.4 OSG介紹
        4.4.1 OSG概述
        4.4.2 OSGEarth概述
        4.4.3 視景仿真渲染流程
        4.4.4 實時圖像顯示
    4.5 本章小結
第5章 系統(tǒng)實現(xiàn)及結果展示
    5.1 空間復雜環(huán)境
    5.2 三維模型獲取
    5.3 交互控制實現(xiàn)
    5.4 碰撞預警信息
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]基于設計模式的多無人機地面站視景仿真系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 孟曦.電子科技大學 2013
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本文編號：3468176