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航天测量船工况优化设计方法与实现
| 论文题名： | 航天测量船工况优化设计方法与实现 |
| 关键词： | 航天器;测量船;优化设计;海上测控 |
| 摘要： | 中国在航天领域取得了举世瞩目的成就,每一次航天任务都是十分巨大且复杂的工程,地面测控中心需要实时监控运载火箭的飞行参数,因此,必须对运载火箭飞行过程进行全程监控。但航天任务覆盖范围极其广泛,轨道分布在陆地和海洋区域,此时陆地测控站只能监控轨道的陆地阶段,对于位于海洋的轨道阶段,必须使用海上测量船只进行监控。中国目前已经成为航天大国强国,在海上测控方面也取得了十分重要的进展,拥有了一大批先进的海上测量船,分别为“远望1”至“远望6”系列测控船。中国在海外测控基地十分匮乏,在此方面不具备美国这样的航天大国的基础设施,因此,“远望”系列测量船极大的弥补了中国在海上测控领域的劣势,为中国的航天事业发展做出了巨大的推进作用。 海上测量船肩负了航天器轨道在海洋范围的测控任务,但是领海范围、海域环境、离岸距离、测量仰角、安全性、经济性等因素给海上测控造成了相当的难度。航天器在上升阶段处于超高速飞行状态,在此阶段的测控任务十分繁重,必须保证海上测量船在航天任务发射前,进入到预定的海域,随时准备对航天器进行测控。因此,在已知轨道数据并且考虑到领海、离岸距离、岛礁、天气、经济等因素情况下,如何快速的确定测量船的部署位置,部署测量船的数目,以保证对航天器海域测控弧段的全覆盖,成为一个困扰航天科研人员的一个问题,传统测量船工况设计方法多由测量人员手动计算并绘制出测量船工作位置曲线,此方法工作量大,经验性强,难以适应大规模、频繁的海上测量任务。本论文针对上述问题,提出了在建立测量船测控航天器的数学模型,并使用遗传算法和MultiStart算法优化测量船船位的解决方法,减轻了科研人员的工作量,并能快速确定测量船最优位置工况。通过使用MATLAB工具开发了船位优化软件,截取了某一段航天轨道数据进行研究,解决了测量船部署问题,给出了仰角、覆盖率、部署时间以及优化时间仿真结果数据,经过对优化结果数据分析与验证,两种优化算法对测量船船位优化均能取得较好的效果。 |
| 作者： | 黄亮 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 杨宜康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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