交会对接

摘要： 针对基于视觉传感器的微小卫星大视距交会对接中,合作目标难以被相机清晰识别的问题,本文设计了一种一体化新型合作靶标,在100 m~100 mm测量范围内,实现由远及近高精度双星相对位姿解算。首先,建立合作目标模型,确定合作目标类型;其次,采用PnP(Perspective-n-Point)算法设计合作目标特征点的个数与尺寸;然后,根据相机视场、焦距与合作靶标的约束关系,确定合作目标模型尺寸;最后,通过理论与实验相结合的手段进行验证。仿真实验结果表明,在双星相对距离为100 m时,姿态误差小于4.01°,位置误差小于7.57 mm。在相对距离为100 mm时,姿态误差小于0.06°,位置误差小于0.02 mm。

摘要： 2022年5月10日1时56分,天舟四号货运飞船在文昌航天发射场由长征七号遥五运载火箭成功发射。8时54分,天舟四号采用自主快速交会对接模式,成功对接空间站天和核心舱后向端口。这是2022年空间站建造任务的首次发射,正式开启了中国空间站全面建造的大幕。天舟四号货运飞船装载了神舟十四号3名航天员6个月在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置和样品材料、备品备件及部分载荷等物资,交会对接完成后,将转入组合体飞行段。

摘要： 位姿测量敏感器的安装精度直接影响航天器密封舱在轨姿态测量和交会对接控制精度。文章针对敏感器位姿在轨无法标定和载人航天器精度保证设计制约因素多的问题,对货运飞船精度保证设计中需要考虑的停放工装和重力影响、货物空满载、舱压和发射段振动等各种要素进行研究,提出一种融合多要素的载人航天器设备精度保证设计方法,确立基于单因素精度变化量的目标函数,实现精测结果评价量化,保证位姿测量敏感器精度满足在轨测量和控制要求。该方法已成功应用于“天舟”系列货运飞船,未来可应用于其他载人航天器研制中。

摘要： 2022年1月6日,中国天宫空间站机械臂转位货运飞船试验顺利完成;1月8日上午,神舟十三号飞船航天员乘组在地面科技人员的密切协同下,在空间站核心舱内采取手控遥操作方式,圆满完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。以上两次试验都属中国首次,对于今后中国空间站的运营以及太空事业的发展都有着重大意义。

摘要： 在无人机的空中加油和交会对接环节中,为了高速且精确定位无人机外置特征光源点的质心,从而完成对无人机的位姿识别与调控,提出了一种质心定位算法。算法采用改进的Otsu算法对小尺寸光点的图片进行阈值分割,将获得的光源边缘点集随机分段进行小批量椭圆拟合,获得一定数量的质心点,再利用数学统计学方法获得最佳质心点。最后将上述的算法与传统Otsu算法、传统椭圆拟合算法、灰度质心法以及Hough圆检测算法进行实验对比,结果验证上述算法不仅能较稳定地对小尺寸光点图片进行阈值分割,并且在速度和抗干扰能力上都有着显著的优势。

摘要： 2021年10月16日0时23分,牵动着全国人民心弦的神舟十三号载人飞船顺利进入预定轨道。不久后,飞船与天和核心舱成功交会对接,中国空间站迎来了第二批住客--翟志刚、王亚平、叶光富。三名航天员自此开始了长达六个月的太空生活。刚刚进入太空没几天,翟志刚和王亚平就在全国人民的关注下,出舱执行了一次任务,王亚平也成为我国首位执行出舱任务的女性航天员。王亚平还在空间站里进行了太空授课。

摘要： 6月5日10时44分,搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。约7小时后,神舟十四号载人飞船与中国空间站成功交会对接。这一系列成功的背后是火箭、飞船等航天装备方方面面的改进提高,亮点颇多。

摘要： 秋浓如酒时一飞冲天,春暖花开季载誉归来。2022年4月16日9时56分,在太空邀游半年的神舟十三号飞船在东风着陆场平安降落,太空“出差”的3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱,重回地球的怀抱。离开地球的日子里,神舟十三号创造了一项又一项新的航天纪录:神舟飞船首次太空径向交会对接、中国人连续在轨飞行时长新纪录、中国女性首次出舱活动、中国人首次在太空过春节、神舟飞船首次快速返回……

摘要： 美联社[美]7月25日中国核心舱与科学实验舱交会对接中国在7月25日成功将首个科学实验室与核心舱进行对接,整个结构将在未来几个月内完成。据中国载人航天局消息,问天实验室在周日(7月24日)从海南省的文昌太空基地发射升空。这是中国空间站建造阶段以来,继天舟货运飞船和神舟十四号载人飞船后,中国第三次使用长征五号Y3火箭运载太空舱。经过13个小时的飞行,实验舱于星期一(7月25日)凌晨3点13分成功与天宫空间站的天和核心舱对接,整个过程由3名已经在太空执行任务的宇航员监督。另一个实验室梦天舱将于10月发射,届时将完成整个空间站建设。

摘要： 北京时间2022年7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。问天实验舱入轨后,顺利完成状态设置,于北京时间2022年7月25日3时13分,成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约13小时。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接,也是“天宫”空间站首次在有人状态下迎来航天器的来访。

摘要： 以某给定质量及推力的追踪器末制导为背景,给出发动机开机制导条件.分别采用Runge-Kutta及Admas两种积分算法和两种开关机控制方式,组成四种试验方式组合.针对四种不同的试验组合,对比分析不同精度算法及开关机方式,纵向初始速度,法向初始速度,时间不长对仿真结果的影响.通过数值仿真模拟,提出有效提高交会对接成功率的的方案,对实际工程具有一定的指导意义.

摘要： 根据航天部门对飞船交会对接导航部件激光雷达的高精度标定要求,基于MetroIn开发飞船交会对接激光雷达专用测量模块,采用空间前方交会及镜面准直原理,进行单点坐标测量、立方镜准直测量.利用圆锥拟合的方法求得激光雷达的横轴和竖轴,构建激光雷达坐标系、立方镜坐标系,进而解算出两坐标系之间的3个平移参数和9个转换参数,将激光雷达坐标系保存至立方镜坐标系中,取得了良好的效果.

摘要： 本文研究空间合作目标交会对接时相对位置和姿态耦合控制问题的建模和控制问题.以相对位置和姿态误差为变量,引入推力作用点的偏心距来定量描述姿态控制和轨道控制间的耦合,建立了姿轨耦合六自由度动力学模型,在此模型基础上设计一种非线性姿轨耦合对接控制律,用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统稳定性.仿真结果表明所设计的控制器满足对接要求。

摘要： 航天员执行对接任务地面训练中，很难采用实物或者半实物模式实现追踪与目标的空间运动，通常采用数字方法仿真两飞行器的轨道运动，利用计算机图形学虚拟仿真生成目标空间实时运动图像。仿真图像在航天员模拟飞行训练中起到关键的作用，仿真图像的质量将决定着航天员完成实际太空飞行任务的熟练度与精准度。针对近地空间交会对接电视仿真图像光照渲染的需求,提出利用实时高动态范围(HDR)渲染技术处理场景的方法.根据仿真图像亮度值显示特征,对基于人眼视觉特性的HDR算法进行了分析研究.考虑交会对接过程中空间可光照环境及其摄像机摄入图像特性提出了一种根据相对距离而适应的高动态算法.研究以梯度压缩算法及自适应对数映射算法为例,论述了不同HDR渲染算法对不同距离条件下图像进行渲染的利弊.

摘要： 交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练.针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天地一致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法.应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考.

摘要： 对中继卫星支持交会对接远程导引的实际应用问题进行了研究。首先从工程实现的角度，综合考虑了中继卫星和用户航天器的平台姿态偏置、天线安装误差和安装位置及地球遮挡等诸多因素，建立了中继卫星天线和用户航天器天线指向控制计算模型，解决了星间天线角度精确计算和实际可见弧段计算的问题，为测控计划的安排提供了依据；其次根据工程实际约束下的远程导引变轨任务，将中继卫星的测控支持引入变轨方案。根据Gauss摄动方程特性制定了特殊点变轨方案，通过初值估算以及对设计变量进行分组，提出了解析法求解器与高精度轨道积分求解器组合的简单迭代求解策略；给出了满足实际任务需求的可行解计算方法，并通过估算和条件限制加速了可行解的计算速度。最后通过仿真计算验证了中继卫星支持远程导引变轨的优势。

摘要： 基于中继卫星测控的突出特点和交会对接任务测控的特殊需求,从概念定义、计算模型、仿真分析三个方面对中继卫星支持交会对接的测控弧段进行了仿真分析.首先定义了测控弧段和覆盖率的概念,其次建立了包含中继卫星定点经度、用户星轨道根数、仿真时间等要素的测控弧段及覆盖率仿真模型,最后,根据中继卫星支持交会对接的跟踪规律,仿真计算了从追踪航天器入轨时刻至对接时刻期间两颗中继卫星对目标航天器和追踪航天器的测控弧段、可跟踪时间及覆盖率.仿真结果表明中继卫星的应用可延长交会对接过程的测控弧段,提高交会对接可跟踪时间和测控覆盖率.

摘要： 北斗导航卫星系统,一个星座、三种轨道的特点,能够为中国的航天飞行器在轨飞行发挥重大作用,并提出了BDS在载人航天器交会对接的应用方案，对将于2020年前后建成的中国空间站任务，也许能够给予一点启迪。

摘要： 为能安全有效的完成交会对接任务,基于C-W方程对近圆参考轨道的近距离接近轨迹规划问题进行了研究.本文考虑了实际工程中存在的多种过程约束——视场角约束、控制约束、被动安全约束,并在这些约束情况下,使用混合遗传算法求解得出一种最优近程交会轨迹.首先基于C-W方程构建了带有路径约束的多脉冲轨迹规划模型;其次介绍了具有较强全局搜索和局部寻优能力的混合遗传算法原理及在解决本文提出的路径规划问题中的应用;最后以三脉冲为例进行数值仿真,得到多约束条件下的最优交会轨迹。

摘要： 针对有限推力空间飞行器交会对接逼近段燃料／时间组合最优轨道优化问题,提出了一种采用遗传算法求解的优化策略。以C-W方程为交会模型,将整个逼近段分为若干弧段，在每个弧段内追踪航天器均采用常值推力机动,这样可以求得C-W方程在每个弧段内的解析解，于是，交会对接逼近段的轨道优化问题可以转化为具有非线性约束的数学规划问题，最后采用广义拉格朗日-遗传算法对该问题进行了优化求解。数学仿真结果表明，该方法可以很好的解决交会对接终端逼近段燃料／时间组合最优轨道优化问题。

摘要： 一种交会对接交会雷达导航误差分析方法，首先测量获取交会雷达原始测量值，并将原始测量值转换到交会雷达测量直角坐标系下；通过各坐标转换最终得到基于交会雷达在目标航天器RVD坐标系下的交会雷达导航值；通过分析在坐标转换过程中交会雷达及其合作目标的安装误差、测量误差、运输飞船的姿态确定误差、定轨误差等因素，经坐标系转换和误差的传播方程，得到交会雷达测量值导航误差值；本发明误差分析方法可用于交会对接中交会雷达导航方案设计，尤其是当导航精度不能满足任务要求时，可以为提高导航精度的技术攻关指明道路。

摘要： 一种交会对接测量相机和对接抓捕机构的联合标定方法，属于空间目标识别测量领域，包括如下步骤：1、设计制作特殊构型的标定靶标；2、每个对接抓捕机构的手抓的前端安装一个标定靶标；3、使用交会对接测量相机对手抓前端的标定靶标进行成像，同时标定相机也对标定靶标进行成像；4、移动并记录手爪的位置和姿态，再次对标定靶标进行成像；5、使用交会对接测量相机拍摄的图片进行相机内参解算；6、使用所有图像和相机内参解算结果解算交会对接测量相机之间的安装关系；7、利用使用所有图像、相机内参解算结果和手爪记录的位置姿态求解交会对接测量相机和手爪之间的位置姿态关系。本发明标定方法简洁重复性好，标定效率较高。

摘要： 面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。大容差对接捕获装置，具体涉及面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。本发明为了解决现有锥杆式捕获机构不能捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标，异体同构周边式对接机构容差范围小的问题。本发明包括捕获机构和接口机构，捕获机构安装在主动卫星或空间机械臂的腕关节上，接口机构安装在被捕获卫星或被捕获载荷上。本发明用于捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标或进行异体同构周边式对接。

摘要： 本发明是关于空间站利用车轮式电磁铁圆盘对接端(以下简称“车轮对接端”)与升降弹簧式圆盘对接端(以下简称“弹簧对接端”)的交会对接方法，属于航天空间站的交会对接领域。当前技术不足：要求精准度特别高、速度特别慢，稍有偏差就容易碰撞损伤，而本发明在交会对接接触时，能承受更大的对准偏差和撞击力，所以更安全可靠，当然，也可以借助机械臂。交会对接简要程序：首先，车轮对接端与弹簧对接端接近后，被开启的电磁吸力吸在一起；然后，车轮对接端利用电动车轮在弹簧对接端的外表面上，像汽车一样，能前后行驶左右调整位置，进行对准；最后，车轮对接端与弹簧对接端被一套升降弹簧拉动下，进行撞锁，成功后开启两个舱门，完成交会对接。

摘要： 一种交会对接交会雷达导航误差分析方法，首先测量获取交会雷达原始测量值，并将原始测量值转换到交会雷达测量直角坐标系下；通过各坐标转换最终得到基于交会雷达在目标航天器RVD坐标系下的交会雷达导航值；通过分析在坐标转换过程中交会雷达及其合作目标的安装误差、测量误差、运输飞船的姿态确定误差、定轨误差等因素，经坐标系转换和误差的传播方程，得到交会雷达测量值导航误差值；本发明误差分析方法可用于交会对接中交会雷达导航方案设计，尤其是当导航精度不能满足任务要求时，可以为提高导航精度的技术攻关指明道路。

摘要： 一种交会对接测量相机和对接抓捕机构的联合标定方法，属于空间目标识别测量领域，包括如下步骤：1、设计制作特殊构型的标定靶标；2、每个对接抓捕机构的手抓的前端安装一个标定靶标；3、使用交会对接测量相机对手抓前端的标定靶标进行成像，同时标定相机也对标定靶标进行成像；4、移动并记录手爪的位置和姿态，再次对标定靶标进行成像；5、使用交会对接测量相机拍摄的图片进行相机内参解算；6、使用所有图像和相机内参解算结果解算交会对接测量相机之间的安装关系；7、利用使用所有图像、相机内参解算结果和手爪记录的位置姿态求解交会对接测量相机和手爪之间的位置姿态关系。本发明标定方法简洁重复性好，标定效率较高。

摘要： 面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。大容差对接捕获装置，具体涉及面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。本发明为了解决现有锥杆式捕获机构不能捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标，异体同构周边式对接机构容差范围小的问题。本发明包括捕获机构和接口机构，捕获机构安装在主动卫星或空间机械臂的腕关节上，接口机构安装在被捕获卫星或被捕获载荷上。本发明用于捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标或进行异体同构周边式对接。

摘要： 本发明提供了一种适用于月球轨道交会对接任务的轨控速度增量预估方法，能够根据变轨所需初始速度增量结合不同轨控发动机组合模式，同时，充分考虑不同控制系统的指令时延、执行机构时延等特性，在每次执行轨控前，精确估计轨控速度增量。本发明可以满足高精度轨道控制要求的轨控任务速度增量计算方法，提高了轨控速度增量预估计算精度，确保航天器能够执行高精度轨控。

摘要： 本发明公开了一种交会对接成像雷达，包括：壳体；光学组件，位于所述壳体内，设置于所述壳体的第一端，用于向目标发射激光并接收所述目标的反射光；信号处理组件，设置于所述光学组件和所述壳体的第二端之间，与所述光学组件电连接，用于根据所述目标的反射光获取所述目标的位置信息；且所述壳体的第二端和第一端相对设置；以及电源组件，设置于所述光学组件和所述壳体的第二端之间，与所述信号处理组件呈层叠式设置；所述电源组件分别与所述光学组件和所述信号处理组件电连接，用于向所述光学组件和所述信号处理组件供电。本发明将光学组件、信号处理组件和电源组件高度整合，可以满足交会对接雷达的轻量化和轻小型化要求。

摘要： 本发明公开了一种基于强化学习的航天器自主交会对接制导策略生成方法，包括：将航天器交会对接过程建模为马尔科夫决策过程模型；采用动态规划算法对马尔科夫决策过程模型进行求解，得到所有状态采取不同动作的得分，生成决策表；将决策表中的所有状态作为训练数据特征，将决策表中所有状态在每个动作下的得分作为训练数据标签，以此构建训练数据；构建神经网络模型，并采用训练数据对神经网络模型进行训练，得到作为决策表的近似表示的神经网络模型；对于某一个状态，通过得到的神经网络模型计算该状态下所有动作的得分，选择得分最大的动作作为最优制导策略；基于最优制导策略，航天器进行自主交会对接。