一、Formation flying orbit design for the distributed synthetic aperture radar satellite（论文文献综述）
黄鑫[1]（2020）在《基于分布式编队卫星组阵的协作波束成形技术研究》文中认为面向5G无线移动通信网络全球覆盖的要求,卫星通信成为5G移动通信网络中的关键技术之一,对卫星链路的通信容量和传输性能提出了更高的要求。相比于地面蜂窝小区制的无线通信链路,卫星通信链路由于长距离传输导致电磁波信号具有衰减大的特点。并且卫星是一个资源受限平台,通信转发器的总功率以及天线口径大小都受单颗卫星发射成本和风险的限制,如何提高卫星平台对于电磁波信号的收发能力成为空间信息网络研究的方向之一。分布式编队卫星是低轨卫星中多颗同轨道或邻近轨道卫星,以卫星编队飞行来实现分布式卫星资源整合,通过星间高速互联、分布式自主协同、资源虚拟化等关键技术实现服务增强功能,是构建未来稳定可靠的空间信息网络的重要技术。利用多颗低轨卫星以卫星编队的方式,协作收发来增强低轨小卫星对电磁波信号的收发能力是本文研究的出发点。本文针对空间信息网络中单颗低轨小卫星对于电磁波信号收发能力弱的问题,提出了一种基于随机天线阵理论的分布式编队卫星协作波束成形算法。在卫星摄动条件下推导出分布式编队卫星协作传输的平均方向图函数。在此基础上,以分布式编队卫星电磁收发任务作为驱动建立相应的优化问题,并且使用凸优化工具求解得到期望的方向图函数。此外,本文讨论了阵列瞬时功率方向图与平均功率方向图之间的关系以及关键参数的影响,进一步分析了由于各卫星本机振荡器的相位噪声引起的相位偏移,对系统波束成形性能产生的影响,结果表明本机振荡器的相位噪声会导致系统波束方向图的退化。最后,本文还使用STK软件和MATLAB软件,通过STK与MATLAB互联端口搭建STK和MATLAB交叉仿真平台,进一步展示本文卫星编队场景下的分布式协作波束成形技术。仿真结果表明本文提出的方法将分布式协作波束成形技术拓展到空间信息网络研究领域,增强了资源受限卫星系统的电磁波收发能力。
王倩[2]（2020）在《小卫星编队轨迹规划与控制方法研究》文中研究说明近几年稀疏孔径传感和恒星干涉测量等技术愈发成熟,是合成孔径雷达（SAR）卫星编队研究热点之一。通过SAR卫星编队可实现地面移动目标识别、增强图像分辨率、获得高程数字模型等。小型化、高分辨率、宽测绘带是未来SAR卫星编队的发展方向。SAR卫星可通过适当的阵列使系统成本降到最低,其分布式编队结构在空间系统设计上具有变革性创新。因此,针对SAR卫星编队问题,本文主要研究内容如下:考虑J2摄动以及主星轨道要素随时间的变化,建立较为精确的非线性动力学模型,并分析线性C-W方程和非线性模型的周期性相对运动和能量匹配运动。基于序列凸优化方法解决多卫星编队队形重构轨迹规划问题,利用中心法、串行去中心法和并行去中心法凸化重构过程涉及的碰撞规避约束,并对比小型编队和大型编队的计算时间和燃料消耗情况。仿真得出,对于大型编队问题,并行去中心法的求解时间最短,燃料消耗最少。为缓解卫星之间的通信负担,减少对偶变量维数,基于对偶分解法设计了分布式卫星编队系统。针对对偶分解中心法求解时间长,对偶变量维数大的问题,将编队设计为分布式系统,减少计算时间与对偶变量维数,减轻卫星通信压力。为减弱外界干扰对编队队形精确保持的影响,设计了基于趋近律的滑模控制器和快速终端滑模控制器,并利用饱和函数和继电特性的连续函数抑制基于趋近律的滑模控制器产生的抖振。仿真结果显示终端滑模控制和饱和函数抑制抖振的效果更加明显。
隋维舜[3]（2020）在《航天器编队飞行分布式固定时间协同控制》文中认为航天器编队飞行系统是由多个结构简单的小型航天器组成,利用相互之间的信息交互,通过协同合作来完成复杂的空间任务。航天器编队飞行技术具有制造和维护成本低、可靠性高等优点,在近地勘测和深空探测等领域有着广泛的应用。有限时间控制具有收敛速度快、鲁棒性强和抗干扰性强等优点,但是其收敛时间的上界与系统的初始状态相关,这就意味着如果初始状态距离平衡点趋近于无穷远或者初始状态的信息无法获取,那么系统状态的收敛时间将趋于无穷大或者无法计算,这就限制了其在工程中的应用。固定时间控制作为一种特殊的有限时间控制不仅具有后者的优点,而且可以保证收敛时间上界独立于初始条件而只与设计参数相关,在工程应用上十分有意义。由于一些航天器编队任务（如Techsat-21计划等）需要在规定时间内完成多个航天器的姿态协同或者编队构型,所以研究航天器编队飞行固定时间协同控制是十分有意义的。本文针对航天器编队飞行的固定时间姿态协同控制问题和固定时间姿态轨道耦合协同控制问题,基于分布式结构和代数图论,并利用终端滑模方法、齐次性理论、积分滑模方法和自适应控制设计了固定时间协同控制算法。基于上述分析和讨论,将本文的主要研究内容概括如下:首先,在快速终端滑模（FTSM）和非奇异快速终端滑模（NFTSM）的基础上提出了一种新的终端滑模面,该滑模面可以实现系统状态的固定时间收敛,并将其应用于航天器分布式协同控制器的设计中。针对系统无外部扰动影响和受有界但上界未知扰动影响的两种情况,分别研究了编队系统的分布式固定时间姿态协同控制问题。针对系统无外部扰动影响的情况,在通信拓扑为无向图的条件下基于固定时间终端滑模设计了分布式固定时间姿态协同控制器,通过Lyapunov方法证明了闭环系统的固定时间稳定性。如果编队成员的控制输入需要邻接航天器的输入信息,那么编队系统就会存在代数环问题,为了解决这个问题,提出一种固定时间滑模估计器来估计领航者的姿态信息。针对系统受有界但上界未知扰动影响的情况,基于所提出的滑模估计器和自适应控制方法设计了分布式固定时间姿态协同控制器,实现了系统状态的固定时间收敛,同时避免了代数环问题。其次,基于齐次性理论提出了一种新的积分滑模,该滑模面可以实现系统状态的固定时间收敛,并且省略了到达段,保证了系统的全局鲁棒性。针对编队航天器系统受有界且上界已知扰动影响的情况,利用积分滑模和干扰观测器研究了固定时间分布式姿态协同控制问题。为了避免代数环问题并减轻航天器间的通信负担,提出一种固定时间滑模估计器来估计领航者的姿态信息。在无向通信拓扑结构下,利用滑模估计器、积分滑模和干扰观测器设计了分布式固定时间鲁棒协同控制器,并通过Lyapunov方法证明了闭环系统的全局固定时间稳定性。再次,针对编队成员只存在姿态信息反馈而没有角速度信息反馈的情况,利用齐次性理论和积分滑模研究了固定时间分布式输出反馈姿态协同控制问题。为了估计出不可测量的航天器信息,提出了一种状态观测器,并通过齐次性理论和Lyapunov方法证明了观测误差系统的固定时间稳定性。在通信拓扑为无向图的条件下,利用滑模估计器、状态观测器和积分滑模设计了分布式固定时间输出反馈姿态协同控制器,实现了闭环系统的半全局固定时间稳定。最后,考虑编队航天器姿态轨道耦合系统的固定时间协同控制问题,分别针对系统无外部扰动影响和受有界但上界未知扰动影响的两种情况设计协同控制策略。针对系统无外部扰动影响的情况,在无向通信拓扑结构下设计了分布式固定时间姿态轨道耦合协同控制器,并通过齐次性理论和Lyapunov方法证明了闭环系统的局部固定时间稳定性。针对系统受有界但上界未知扰动影响的情况,利用终端滑模和自适应控制设计了固定时间分布式姿态轨道耦合协同控制器,实现了系统状态的固定时间收敛,同时通过对终端滑模面的合理选取,避免了代数环问题。
郑成鑫[4]（2020）在《分布式星载多通道SAR回波仿真研究及软件实现》文中研究表明星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是基于微波遥感技术以人造卫星作为载体平台的对地观测系统。随着SAR技术的发展,SAR应用已不再局限于二维成像,而是发展出了用于获取全球数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）的星载干涉合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR）技术和用于获取地表形变的星载差分干涉合成孔径雷达（Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DIn SAR）技术等多种技术。分布式星载多通道SAR系统更是具有高分辨、大幅宽、低时间去相干等优势。然而,相比于机载SAR,星载SAR由于发射成本高、风险大、周期长等原因,导致目前的实测数据相对匮乏且用途较为单一,限制了星载SAR领域的发展。目前,我国尚无在轨的分布式星载多通道SAR系统。为了使科研人员更好的针对该系统进行SAR/In SAR/DIn SAR参数优化设计、系统性能分析和数据处理算法研究,本文从分布式星载多通道SAR系统基本理论出发,重点研究高精度、高效率的分布式星载多通道SAR回波仿真技术,并将研究内容进行了软件实现。本文的主要研究内容有:1、介绍了分布式星载多通道SAR系统的基本理论。首先,详细介绍了分布式SAR卫星空间几何,包括分布式卫星构型、卫星轨道模型和卫星姿态模型。其次,对分布式星载多通道SAR回波链路进行了研究。最后,对星载SAR系统非理想因素进行了总结。并针对分布式星载多通道SAR系统,分析了频率源误差和多通道误差的影响。2、研究了分布式星载多通道SAR回波仿真关键技术:非理想因素建模、观测场景电磁建模和双基回波计算方法,并重点研究了双基回波时延的计算方法。基于非理想因素的影响,给出了分布式星载多通道SAR非理想因素的模型;以实测DEM作为自然场景地形,利用Kirchhoff近似法计算场景的双站散射系数;推导和分析了SAR回波信号的数学模型,并分析了星载SAR“走-停”假设下回波时延的误差及影响。通过分析星载SAR非“走-停”模式下的回波录取几何,本文提出了一种快速双基SAR回波时延算法,称之为快速算法。仿真实验表明,快速算法可以在与“走-停”假设仿真近似的时间内,得到与传统迭代法同等的计算精度。从而证明了快速算法具有高精度、高效率的优点。3、对分布式星载多通道SAR回波仿真技术进行了软件化实现。给出了软件的设计架构与设计模式,并基于C++语言完成了各模块功能的实现。为了评估软件性能,本文使用该软件仿真了分布式星载多通道SAR/In SAR回波和重复航过DIn SAR回波,并对仿真回波进行数据处理和指标性能评估。性能评估证明了本文所设计的仿真软件的有效性。
范炜康[5]（2020）在《分布式星载InSAR干涉基线常值误差标定方法研究》文中研究指明分布式星载干涉合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）是当前最热门的对地观测雷达系统,具有全天候、全天时、高穿透、高分辨的特性,凭借其编队构形,可大幅减小数据的时间去相干,基线长短可随任务灵活调整,实现更高的地形测绘精度和更好的形变监测效果,是未来星载InSAR技术的主要发展方向。精确确定星间干涉基线参数是分布式星载InSAR系统实现高精度对地观测任务的基础,本文以提高分布式星载InSAR系统的对地定位精度为牵引,重点研究了通过标定全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）获取的初始干涉基线中含有的常值误差,提高分布式星载InSAR干涉测量定位精度的理论依据与实现方法。主要研究内容包括以下4个方面:（1）研究了GNSS初始干涉基线中常值误差的标定原理根据现有分布式星载InSAR系统星间基线的确定方法,对GNSS定位信息转换至干涉基线过程中存在的误差进行了分析;在经典InSAR成像构形中推导建立了干涉基线常值误差与高程测量误差之间的数学模型;分析了干涉基线常值误差标定过程中可能引入的误差源,推导了各项误差对基线定标的影响公式。（2）构建了基于主、辅星双基成像特点的目标定位模型在现有分布式星载InSAR目标定位算法研究成果的基础上,对Mora方程进行了主、辅星双基成像模型下的改进,给出了收发时刻位置不同、速度矢量不同的目标定位模型和数据处理策略。利用此定位模型开展的无控制点条件下的定位精度检测实验验证了定位模型的准确性和数据处理策略的有效性。（3）设计了主星斜距测量误差与多普勒中心频率的校正方案针对无控制点定位结果中存在的系统性误差,依据双基成像模型,设计了使用控制点标定主星斜距测量误差和多普勒中心频率的方法,成功的检测出论文使用的实验数据中存在着的斜距测量误差,并给出了与斜距长度线性相关的斜距测量误差校正公式、与距离向坐标线性相关的多普勒中心频率校正公式,剔除了干涉基线定标过程中的干扰因素。（4）实现了干涉基线常值误差标定算法,提高了系统的干涉测量定位精度在目标定位模型和斜距测量误差校正方法已经确定的基础上,创新整合等效相位中心、主雷达天线相位中心局部坐标系和主成像面投影的思想,设计了干涉基线常值误差标定方法,解决了经典InSAR基线定标模型不能直接应用于分布式星载InSAR系统的问题,获得了干涉基线的常值误差。应用基线定标参数后的定位实验结果表明,在完成干涉基线常值误差标定后,能够有效提高双基成像分布式星载InSAR系统的干涉测量定位精度。
黄宇[6]（2020）在《面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术》文中提出近年来,随着人工智能与大数据技术的发展,卫星遥感图像的价值被进一步发掘,市场对于卫星图像的需求急剧增加。同时,航天产业商业化的发展使得卫星的研制成本与周期大大缩减。在此背景下,卫星大幅宽的遥感成像在观测效率与数据更新速度方面具有极大的优势,因此其具有重要的研究与应用价值,本文针对面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术进行了研究。本文首先针对卫星编队对地超幅宽成像的问题,定义了超幅宽成像任务的概念。针对基本超幅宽成像的目标提出了钟摆式卫星编队的方案。之后,在此基础上进一步改进,设计了基于虚拟卫星编队的多模式超幅宽成像方案,并对其具体任务模式进行了阐述,最后分析了相应的编队控制性能要求,为后续章节的研究背景打下基础。其次,针对超幅宽编队的构型设计问题,以编队构型稳定为优化指标,设计了J2摄动下的编队构型维持燃料消耗指标。对于超幅宽的观测效果评估指标,研究了卫星编队成像幅宽覆盖率的数值近似计算方法。之后构建了钟摆式编队构型设计的多目标优化模型,采用NSGA-II算法得到编队构型的Pareto优化解集。仿真结果表明所提出的方法能够有效地完成超幅宽成像编队构型的设计,满足编队对地成像幅宽的预定要求。再次,针对局部集群卫星的重构方法,设计了基于C-W模型的编队重构燃料消耗指标。研究了引入碰撞概率指标的编队碰撞风险分层预警模型。在构建编队重构轨迹优化模型的基础上,设计了改进的自适应鸽群优化算法对重构轨迹规划进行求解。最后,对车轮式构型到串行构型的局部卫星重构轨迹规划进行了仿真分析,比较了不同优化算法的结果,验证了所提出算法的有效性。最后,针对局部卫星相对运动的轨迹跟踪控制问题,研究了基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动预测模型。设计了轨迹跟踪性能指标函数与相应的二次规划控制模型,并在此基础上进一步研究了结合DQN算法优化的变参数轨迹跟踪控制器。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的鲁棒性与普适性。
朱志浩[7]（2020）在《多航天器编队飞行姿态协同控制方法研究》文中提出随着太空探索的不断深入和空间技术的快速发展,多个小型航天器组成的航天器编队飞行系统成为一种重要的航天器工作模式。姿态协同控制作为多航天器编队飞行的关键技术,由于其独特的技术优势和广泛的应用前景而备受关注。本文结合航天应用需求,针对多航天器编队飞行姿态协同控制系统存在的角速度反馈信息缺失、系统参数不确定、空间环境干扰、执行机构饱和与故障等问题,深入研究了具有强鲁棒性的多航天器姿态协同跟踪控制算法,主要内容和创新点如下:针对存在动态领航者的多航天器编队系统,在编队航天器角速度不可测量且仅有部分跟随航天器能够获得领航者信息的通信拓扑的情况下,提出了一种无角速度反馈的编队航天器姿态协同跟踪控制算法。首先,设计了一种分布式有限时间观测器,实现了在仅有部分跟随者能够获得领航者信息的通信拓扑下对领航者状态的快速准确地观测。进一步,基于系统无源性的设计方法,设计了不依赖于航天器准确系统模型的角速度滤波器,利用滤波器输出信息替代角速度信息,实现了无角速度反馈的分布式编队航天器姿态协同跟踪控制。针对受到未知且时变的外界干扰、转动惯量不确定性以及执行机构饱和影响的编队航天器,研究了其对动态领航者的姿态协同跟踪控制问题,在全部跟随航天器可获得领航者信息的有向通信拓扑下,提出了两种分散式自适应姿态协同跟踪控制算法。首先,基于一致性算法和自适应控制等方法提出了一种分散式自适应姿态协同跟踪控制器,抑制了未知时变且与角速度相关的外界干扰和惯量不确定性的影响,同时引入动态调整函数改善了系统的动态特性,进一步,基于饱和函数设计了一种考虑执行机构饱和的分散式自适应姿态协同跟踪控制器,解决了航天器执行机构输出力矩饱和问题,同时克服了外界干扰和惯量不确定性对系统的影响。针对仅有部分跟随航天器可获得领航者信息通信拓扑下的多航天器分布式姿态协同跟踪控制问题,同时考虑受到未知且时变的外界干扰及转动惯量不确定性等因素的影响,提出了两种分布式自适应姿态协同跟踪控制算法。首先,利用有限时间原理设计了一种新的分布式有限时间状态观测器,可以快速观测领航者状态。在此基础上,针对受外部干扰作用且转动惯量存在不确定性的编队系统,提出了一种分布式自适应姿态协同跟踪控制律,同时引入动态自调整参数矩阵改善系统的动态特性。进一步,考虑到实际航天工程项目对系统稳定快速性的要求,提出了一种基于快速非奇异终端滑模面的分布式自适应有限时间姿态协同跟踪控制方法,实现了编队航天器姿态协同跟踪系统在有限时间内快速稳定。针对常见且发生概率较高的执行机构故障,综合考虑未知且时变的外界干扰及转动惯量不确定性,研究了航天器编队飞行系统的姿态协同跟踪容错控制问题。首先,针对全部跟随航天器可获得领航者信息的通信拓扑,基于自适应、一致性算法及冗余容错等控制方法,设计了一种分散式自适应姿态协同跟踪容错控制器,可以使航天器编队系统状态渐近收敛到平衡点附近的邻域。进一步,考虑仅有部分航天器编队成员可以获得领航者信息的情况以及航天器编队系统对快速稳定性的要求,基于有限时间控制策略,设计了一种分布式自适应有限时间姿态协同跟踪容错控制器,实现编队系统有限时间稳定。最后,考虑到航天器执行机构饱和问题,设计了一种基于饱和约束函数的分布式自适应有限时间姿态协同跟踪容错控制器,进而降低了执行器的保守性,更符合实际工程应用。
刘瑞霞[8]（2019）在《编队飞行航天器相对轨道与姿态控制方法研究》文中提出随着空间技术的飞速发展,航天器编队飞行已经成为航天领域的研究热点,受到越来越多航天科研机构的关注。与传统的单个航天器相比,编队飞行航天器具有成本低、灵活性强和可靠性高等优点,更加适用于复杂的空间任务。对于航天器编队飞行任务,对航天器进行有效的轨道和姿态控制是成败的关键。本学位论文着重围绕双星编队的相对轨道控制和多航天器编队的协同控制问题进行深入的研究,主要包括以下几个方面的工作:针对编队航天器的多约束脉冲控制问题,提出一种基于状态观测器的脉冲协方差控制器。考虑模型参数不确定性和外部扰动,分别针对主航天器轨道为圆和椭圆的情况,建立不确定线性系统模型;考虑主航天器和从航天器的相对位置和速度不全可测的情况,设计全阶状态观测器;基于全状态观测器,考虑推力器的幅值受限、极点配置和稳态方差等约束,研究多约束条件下的航天器脉冲协方差控制器设计方法;通过数值仿真验证上述控制算法的有效性。针对编队航天器的高精度跟踪控制问题,提出一种自适应滑模变结构容错控制器。考虑推力器故障情况,建立故障模型,采用自适应算法对执行机构故障信息和外部扰动进行估计;根据自适应算法的估计值,给出自适应滑模容错控制器的设计方法,该控制器不需要获取外部扰动和推力器故障的精确信息,通过采用Lyapunov方法证明尽管存在外部扰动和推力器故障闭环系统仍渐近稳定;通过数值仿真验证上述控制算法的可行性。针对编队航天器相对轨道协同控制问题,提出基于无向通信拓扑结构的分布式有限时间协同控制器。考虑编队航天器通信拓扑为无向图且无通信延时存在的情况,提出快速终端滑模协同控制器;为了提高控制精度,采用RBF神经网络来对系统不确定部分和外部扰动进行逼近,同时引入开关函数来保证RBF神经网络输出有界,设计基于RBF神经网络的分布式有限时间协同控制器;进一步,提出了考虑通信延时存在的分布式有限时间协同控制器;通过数值仿真验证上述两种控制策略的有效性。针对编队航天器姿轨耦合协同控制问题,提出了基于有向通信拓扑结构的分布式固定时间协同控制器。在有向通信拓扑下,考虑系统外部扰动和系统模型的不确定部分上界已知情况,通过设计多航天器固定时间滑模函数,给出编队飞行航天器姿轨耦合固定时间协同控制器的设计方法;进一步,对于系统外部干扰和系统模型的不确定部分上界未知的情况下,设计了编队飞行航天器姿轨耦合自适应固定时间协同控制器;通过数值仿真验证了上述两种控制策略可确保编队航天器的相对位置和相对姿态误差在固定时间内达到良好的收敛精度。
王文佳[9]（2019）在《基于一致性的航天器编队主从分布式协同控制研究》文中研究指明航天器编队是指由多个可进行信息交互的小型航天器组成的相互协作,并具有特定空间构型的空间系统。不同于传统的大型单体航天器,编队航天器需要在通信链路作用下保证航天器间的协作效能,因而协同控制是实施编队飞行的重要基础。其主要研究任务为,通过设计高效的姿态协同控制以及相对位置协同控制方案以达到期望指向和期望构型,并通过碰撞规避等方法保证航天器的飞行安全,使航天器能够精确地完成编队任务,实现对地观测或深空探测。近年来,多智能体系统的一致性理论为航天器编队协同控制提供了新的思路。本文充分利用一致性理论在多体系统协同作业方面的优势,在分布式结构下,以完成姿态同步和队形保持为最终目标,针对系统中的不确定性、外部干扰、状态约束、通信机制、以及飞行安全等几个方面,深入研究航天器编队协同控制,具体研究内容如下。为解决航天器编队系统不确定性和外部干扰等问题,在有向通信拓扑结构下,通过引入神经网络,提出基于RBF神经网络的不确定性估计机制,结合自适应方法,设计分布式姿态协同跟踪控制算法。而后,针对RBF神经网络参数选取困难的问题,利用多层神经网络对不确定性进行估计。此外,结合障碍Lyapunov函数技术设计状态约束控制器,使得跟踪误差满足既定的约束条件,有效提升各航天器姿态控制精度及安全性能。考虑航天器信息交互过程中不可避免的通信时延问题,分别针对常值通信时延和时变通信时延两种情况设计姿态协同控制策略。首先,针对常值通信时延的情况,考虑存在静态领航航天器的编队系统,引入回归矩阵对不确定性项进行线性化处理,并基于确定等价原则,结合自适应方法设计分布式协同控制器,通过Laplace变换得到时滞系统的传递函数,基于频域法对时滞编队系统进行稳定性分析。然后,针对带有时变通信时延的编队系统,考虑存在动态领航航天器且其状态信息仅对部分跟随航天器可知的情况,充分利用跟随航天器自身状态及可接收到的邻居成员信息,构造分布式估计器,基于此估计值,提出姿态协同控制算法。由于频域法不适用于分析带有时变通信时延的系统,因此,采用基于Lyapunov稳定理论的时域分析法,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,得到稳定条件。考虑到空间多航天器协同还需要以特定的构型进行工作,为保持各航天器间的目标队形,进一步研究了航天器编队相对位置协同控制问题。由于通信设备带宽有限,且连续的数据传输会消耗大量的通信资源,所以连续通信方式存在一定局限性。因此,为减轻航天器编队系统的通信负担,提出基于事件触发的分布式相对位置协同控制策略,将传统连续协同控制器中邻居信息替换成由触发时刻决定的非连续状态。建立事件触发机制选定各航天器的测量状态,通过监测测量状态的误差,判断事件触发情况。分别针对无领航航天器和有领航航天器两种情况,设计状态依赖事件触发函数和混合型事件触发函数,并通过理论分析法证明了不会发生事件被连续触发的Zeno现象。该方法可以调节通信时刻,降低通信频次,从而达到节约系统能源的目的。针对航天器编队的飞行安全问题,研究了考虑碰撞规避的分布式相对位置协同控制方案。首先,为了实现对具有常值速度的动态领航航天器的跟踪,设计分布式估计器对各跟随航天器的期望速度进行估计,通过在控制算法设计过程中引入吸引势函数和排斥势函数,提出领航航天器速度信息局部可知情况下的分布式队形控制算法。针对存在目标跟踪、构型保持及碰撞规避等多任务的航天器编队系统,当任务之间存在冲突时,需要对各任务的执行顺序进行规划。考虑各任务的优先级,对系统任务进行优先级排序,利用零空间投影的方法整合各任务输出,从而计算出参考指令,结合反步法和障碍Lyapunov函数技术,提出一种基于零空间方法的分布式相对位置协同控制策略,该算法优先保证各航天器间无碰撞发生,同时达到期望构型。
王跃锟[10]（2019）在《高低轨HRWS异构双基地SAR系统关键技术研究》文中指出星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是一种非常有效的遥感对地观测手段,具有全天时全天候的全球观测能力。基于地球同步轨道（Geosynchronous Earth Orbit,GEO）SAR卫星发射、低地球轨道（Low Earth Orbit,LEO）SAR卫星方位多通道（Azimuth Multichannel,AMC）接收的双基SAR（Bistatic SAR,BiSAR）新型对地观测系统（GEO-LEO AMC-BiSAR）,具有远发近收、机动灵活、时效性高等特点,具备接收端抗干扰能力强、低成本和小型化等优势,利于实现轻型SAR遥感卫星产业化和数据应用标准化,满足高分辨率宽测绘带（High-Resolution and WideSwath,HRWS）成像、干涉SAR（Interferometric SAR,InSAR）测绘等应用需求。然而,该体制存在收发平台轨道差异大、空间大尺度异构和回波二维空变等问题,在系统总体设计以及SAR/InSAR信号处理上仍面临许多新的技术难题。本文针对GEO-LEO AMC-BiSAR的系统总体设计、方位多通道双基多普勒模糊抑制、HRWS双基频域快速成像及双基InSAR信号处理四个方面存在的主要问题和关键技术进行研究,论文的主要内容及创新点概括如下:（1）GEO-LEO AMC-BiSAR系统总体设计技术本文第二章建立了GEO-LEO AMC-BiSAR体制下任意构型的空间几何模型,对双基构型规划、构型优化设计及关键参数设计进行了研究,主要工作如下:■提出一种基于地面分辨特性约束的双基构型规划方法。GEO-LEO异构BiSAR收发平台间的相对构型是影响系统成像性能的决定因素之一。根据空间几何模型,建立地距分辨率、方位分辨率及二维分辨率方向角性能参数与收发平台下视角、双基位置投影角、双基速度投影角及接收机地面斜视角构型参数间的数学关系,并深入分析各参量间的约束规律,据此提出一种适用于LEO SAR不同接收模式（如正侧视、前视）下的双基构型规划方法,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。■提出一种基于模拟退火（Simulated Annealing,SA）算法的高低轨最优构型设计方法。针对卫星发射后其轨道难以大尺度调整的问题,根据空间几何和已知的轨道信息,建立地面分辨特性、噪声等效后向散射系数（Noise-Equivalent Sigma Zero,NESZ）性能参数与LEO SAR卫星下视角、地面斜视角及成像中心时刻构型参数间的数学模型,将任务需求通过代价函数表示,进而将构型设计过程转化为求解非线性多元方程的最优解问题,并采用SA算法求解最优成像构型参数,最后在给定成像性能指标和成像区域两种任务需求下,对所提方法的有效性进行了仿真验证。■提出一种高低轨大尺度异构条件下的关键参数设计方法。根据GEO-LEO AMC-BiSAR系统的距离和方位模糊度、地面二维分辨率、测绘带宽及NESZ等性能指标与雷达天线尺寸、脉冲重复频率、方位通道数、信号带宽及发射功率等关键参数的内在联系,根据给定的性能指标需求,对高低轨时序及各波位系统参数进行了设计。（2）GEO-LEO AMC-BiSAR多普勒模糊抑制处理技术本文第三章研究了高低轨双基多普勒模糊抑制技术,主要内容如下:■提出一种高低轨时域子图像加权模糊抑制方法。针对高低轨收发平台轨道差异大,传统单基AMC-SAR信号模型失效的问题,推导了GEO-LEO AMC-BiSAR等效信号模型,并对其空时变特性进行了分析;分析结果表明:在大倾角轨道的GEO SAR发射机情况下,地面空变相位误差较大,传统等效相位中心处理无法精确补偿。对此根据接收机的多普勒历程,将各通道数据划分为多个子孔径,并采用后向投影算法相干叠加补偿空变相位误差,最后通过数字波束形成（Digital BeamFoming,DBF）技术对各子图像加权抑制多普勒模糊,仿真数据结果验证了该算法的有效性。■提出一种基于最小熵的时域子图像加权成像方法。针对接收通道间相位特性不一致的问题,考虑到相位偏差估计是典型的逆问题,我们采用图像最小熵为代价函数,联合各通道图像数据构建优化函数模型,并采用阻尼牛顿法估计最优通道间相位偏差,再通过相位偏差补偿得到无模糊的BiSAR图像,仿真及机载实测数据验证了该方法的有效性。（3）GEO-LEO BiSAR HRWS频域快速成像处理技术本文第四章首先针对GEO-LEO BiSAR信号收发时延长、接收平台速度快,导致“走-停”假设不成立的问题,推导了一种非“走-停”假设下的斜距模型及其等效模型;并根据该等效斜距模型,对GEO-LEO BiSAR频域快速成像算法进行了研究:■提出一种基于时域扰动（Time-Domain Perturbation,TP）的GEO-LEO BiSAR频域快速成像算法。由于GEO-LEO BiSAR系统收发平台轨迹非平行、非等速、非直线,导致HRWS场景下目标的距离徙动及同一距离门内的方位调频率均具有较强空变性,对此基于非线性调频变标（Nonlinear Chirp Scaling,NLCS）原理,构建TP信号校正回波的二维空变,并补偿引入的高次相位和残余常数相位。通过点阵目标仿真验证了所提算法的有效性,可获得良好聚焦质量和保相性能的BiSAR图像。（4）GEO-LEO HRWS双基InSAR信号处理技术本文第五章针对GEO-LEO HRWS InSAR处理技术,主要开展了以下工作:■给出了高低轨HRWS InSAR场景仿真及信号处理策略。首先利用Hill方程设计LEO SAR接收平台间的双星编队构型;针对HRWS观测系统数据量较大的问题,采用距离频域脉冲相干法进行双星回波的快速仿真,提高仿真效率;其次,采用第四章提出的TP-NLCS成像算法实现主辅回波的BiSAR聚焦处理,同时概述了InSAR处理流程,针对HRWS场景中主辅图像间二维偏移量的空变问题,给出一种多级子图像配准方法;最后,给出了场景数据仿真及SAR/InSAR处理结果。■针对静止和倾斜GEO SAR轨道形式,提出了两种GEO-LEO双基InSAR目标高效高精度定位方法。GEO-LEO双基InSAR几何下的斜距方程为双根号形式,且倾斜GEO SAR轨道形式下的多普勒方程为双程形式,导致传统InSAR定位方法失效,对此根据静止和倾斜两种GEO SAR轨道形式下的干涉几何,分别建立GEO-LEO双基InSAR目标定位方程组,再根据基线矢量与斜距矢量间的转换关系,推导了一种静止GEO SAR轨道形式下的双基InSAR目标定位闭式解,以及一种倾斜GEO SAR轨道形式下的InSAR目标定位近似解析解,最后通过场景仿真数据验证了提出方法的有效性和高效性。
二、Formation flying orbit design for the distributed synthetic aperture radar satellite（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Formation flying orbit design for the distributed synthetic aperture radar satellite（论文提纲范文）
（1）基于分布式编队卫星组阵的协作波束成形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 卫星通信 |
| 1.1.2 分布式编队卫星 |
| 1.1.3 随机分布天线阵理论 |
| 1.1.4 分布式协作波束成形技术 |
| 1.2 论文的主要研究内容 |
| 1.3 论文的结构 |
| 第二章 无线传感器网络中的分布式协作波束成形技术 |
| 2.1 随机天线阵理论基础 |
| 2.1.1 辐射方向图函数推导 |
| 2.1.2 无栅瓣特性 |
| 2.1.3 方向图的旁瓣电平 |
| 2.2 分布式协作波束成形理论基础 |
| 2.2.1 节点均匀分布下的分布式协作波束成形 |
| 2.2.2 节点高斯分布下的分布式协作波束成形 |
| 2.3 仿真与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 分布式编队卫星下的分布式协作波束成形技术 |
| 3.1 分布式编队卫星组阵系统模型 |
| 3.2 分布式编队卫星组阵的平均方向图函数 |
| 3.3 仿真与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电磁收发任务驱动下的方向图综合与分析 |
| 4.1 单目标驱动下的分布式协作卫星波束成形 |
| 4.1.1 仿真与分析 |
| 4.2 多目标驱动下的分布式协作卫星波束成形 |
| 4.2.1 仿真与分析 |
| 4.3 平均功率方向图和瞬时功率方向图之间的关系 |
| 4.4 相位误差对波束成形性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 STK和MATLAB交叉仿真平台 |
| 5.1 平台搭建环境 |
| 5.1.1 平台搭建结构 |
| 5.1.2 STK和MATLAB互联 |
| 5.2 确定编队卫星构形参数 |
| 5.2.1 卫星轨道参数 |
| 5.2.2 编队卫星构形参数 |
| 5.2.3 编队卫星构形参数计算公式 |
| 5.3 生成STK场景图 |
| 5.4 交叉平台仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（2）小卫星编队轨迹规划与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 卫星编队研究现状 |
| 1.2.1 SAR卫星编队发展现状 |
| 1.2.2 航天器编队轨迹规划方法研究现状 |
| 1.2.3 航天器编队控制方法研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 编队卫星动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相对运动动力学建模 |
| 2.2.1 C-W方程 |
| 2.2.2 非线性方程 |
| 2.3 周期匹配和能量匹配 |
| 2.3.1 线性周期匹配 |
| 2.3.2 非线性能量匹配 |
| 2.3.3 周期性相对运动仿真结果 |
| 2.3.4 能量匹配仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于序列凸优化方法的航天器编队轨迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 序列凸优化 |
| 3.3.1 中心化方法 |
| 3.3.2 串行去中心化方法 |
| 3.3.3 并行去中心化方法 |
| 3.3.4 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于对偶分解法的航天器编队轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 对偶分解法 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 中心化的对偶分解 |
| 4.2.3 分布式对偶分解 |
| 4.2.4 仿真结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 编队卫星队形保持控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于滑模控制的队形保持控制 |
| 5.2.1 基于趋近律的滑模控制器 |
| 5.2.2 快速终端滑模控制 |
| 5.2.3 仿真结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）航天器编队飞行分布式固定时间协同控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 编队航天器协同控制的研究现状 |
| 1.2.1 典型的编队飞行任务和计划 |
| 1.2.2 编队航天器姿态协同控制 |
| 1.2.3 编队航天器姿态轨道耦合协同控制 |
| 1.3 有限时间及固定时间控制理论发展现状 |
| 1.3.1 有限时间控制方法研究概述 |
| 1.3.2 固定时间控制方法研究概述 |
| 1.3.3 有限时间/固定时间在多航天器协同控制中的应用研究概述 |
| 1.4 本文主要研究内容及安排 |
| 第2章 多航天器协同控制理论基础及预备知识 |
| 2.1 通用定义 |
| 2.2 多航天器协同控制模型 |
| 2.2.1 多航天器姿态协同控制模型 |
| 2.2.2 多航天器姿态轨道耦合协同控制模型 |
| 2.3 代数图论 |
| 2.4 预备知识 |
| 2.4.1 有限时间控制相关定义及引理 |
| 2.4.2 固定时间控制相关定义及引理 |
| 2.5 其他相关定义及引理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于终端滑模的航天器固定时间姿态协同跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多航天器固定时间姿态协同跟踪控制 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 固定时间终端滑模面设计 |
| 3.2.3 分布式固定时间控制器设计 |
| 3.2.4 仿真分析 |
| 3.3 多航天器固定时间自适应姿态协同控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 固定时间滑模估计器设计 |
| 3.3.3 控制器设计 |
| 3.3.4 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于积分滑模的多航天器固定时间姿态协同跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 固定时间积分滑模面设计 |
| 4.4 分布式固定时间控制器设计 |
| 4.4.1 控制系统总体设计 |
| 4.4.2 固定时间滑模估计器设计 |
| 4.4.3 固定时间干扰观测器设计 |
| 4.4.4 控制器设计与稳定性分析 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 仿真条件设定 |
| 4.5.2 滑模面的对比验证 |
| 4.5.3 固定时间滑模估计器的仿真验证 |
| 4.5.4 姿态协同跟踪性能的仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多航天器分布式固定时间输出反馈姿态协同跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 分布式固定时间控制器设计 |
| 5.3.1 控制系统总体设计 |
| 5.3.2 固定时间观测器设计 |
| 5.3.3 控制器设计与稳定性分析 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.4.1 仿真条件设定 |
| 5.4.2 固定时间观测器的仿真验证 |
| 5.4.3 姿态协同跟踪性能的仿真验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 编队飞行航天器姿态轨道耦合固定时间协同控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 相对误差协同控制模型 |
| 6.3 基于齐次性理论的固定时间姿态轨道耦合协同控制 |
| 6.3.1 问题描述 |
| 6.3.2 控制器设计 |
| 6.3.3 仿真分析 |
| 6.4 基于终端滑模的固定时间姿态轨道耦合协同控制 |
| 6.4.1 问题描述 |
| 6.4.2 控制器设计 |
| 6.4.3 仿真分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）分布式星载多通道SAR回波仿真研究及软件实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 分布式星载SAR系统发展概述 |
| 1.3 星载SAR仿真技术发展概述 |
| 1.4 主要内容安排 |
| 第二章 分布式星载多通道SAR系统基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分布式SAR卫星空间几何 |
| 2.2.1 常用坐标系介绍 |
| 2.2.2 卫星轨道模型 |
| 2.2.3 分布式卫星构型 |
| 2.2.4 卫星姿态模型与定义 |
| 2.3 分布式星载SAR回波链路 |
| 2.3.1 双基SAR雷达方程 |
| 2.3.2 雷达有效载荷 |
| 2.3.3 信号传播环境 |
| 2.3.4 观测场景 |
| 2.4 分布式星载多通道SAR非理想因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 分布式星载多通道SAR回波仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非理想因素建模 |
| 3.2.1 单星单通道SAR非理想因素建模 |
| 3.2.2 频率源误差建模 |
| 3.2.3 多通道误差建模 |
| 3.3 分布式SAR观测场景电磁建模 |
| 3.3.1 场景DEM获取 |
| 3.3.2 场景双站散射系数计算 |
| 3.4 分布式星载SAR回波计算 |
| 3.4.1 SAR回波信号计算方法 |
| 3.4.2 基于非“走-停”回波录取几何的双基SAR回波时延算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 分布式星载多通道SAR回波仿真软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件总体架构 |
| 4.3 软件功能模块设计与实现 |
| 4.3.1 参数输入与预检模块 |
| 4.3.2 非理想因素仿真模块 |
| 4.3.3 回波仿真模块 |
| 4.3.4 基于OpenMP的回波计算并行化程序设计 |
| 4.4 软件功能验证及性能评估 |
| 4.4.1 分布式星载多通道SAR/InSAR数据仿真实验 |
| 4.4.2 星载DInSAR数据仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）分布式星载InSAR干涉基线常值误差标定方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 分布式星载InSAR系统发展历史与现状 |
| 1.2.2 分布式星载InSAR基线定标研究现状 |
| 1.3 结构安排 |
| 第二章 分布式星载InSAR干涉基线常值误差标定原理与误差分析 |
| 2.1 干涉基线初值的确定方法与误差分析 |
| 2.1.1 干涉基线初值的确定方法 |
| 2.1.2 初始干涉基线误差源分析 |
| 2.2 干涉基线常值误差标定基本原理 |
| 2.2.1 基于经典InSAR成像几何的定标模型 |
| 2.2.2 基线常值误差标定中的误差源分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 分布式星载InSAR干涉测量目标定位方法 |
| 3.1 InSAR系统定位方法介绍 |
| 3.1.1 经典InSAR定位原理 |
| 3.1.2 分布式星载InSAR定位原理 |
| 3.2 双基成像下的分布式星载InSAR目标定位模型 |
| 3.2.1 主、辅星双基成像目标定位方程 |
| 3.2.2 目标定位方程解算策略 |
| 3.3 定位精度检测实验与分析 |
| 3.3.1 无控制点情况下的定位实验 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 分布式星载InSAR斜距测量误差与多普勒中心频率校正方法 |
| 4.1 主星斜距测量误差校正方法 |
| 4.2 主星多普勒中心频率校正方法 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.3.1 斜距测量误差与多普勒中心频率标定实验 |
| 4.3.2 斜距测量误差与多普勒中心频率校正实验 |
| 4.3.3 斜距测量误差与多普勒中心频率校正参数适用性实验 |
| 4.3.4 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 分布式星载InSAR干涉基线常值误差标定方法 |
| 5.1 等效相位中心理论在双基成像InSAR中的应用 |
| 5.1.1 主星的相位中心等效方法 |
| 5.1.2 辅星的相位中心等效方法 |
| 5.2 主雷达天线相位中心局部坐标系的建立方法 |
| 5.3 主成像面在基线常值误差标定中的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 分布式星载InSAR基线常值误差标定及校正实验 |
| 6.1 干涉基线定标参数获取实验 |
| 6.1.1 实验数据准备 |
| 6.1.2 斜距测量误差与多普勒中心频率校正 |
| 6.1.3 基线定标参数获取 |
| 6.2 干涉基线定标参数的准确性实验 |
| 6.3 干涉基线定标参数的适用性实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（6）面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航天器对地观测技术现状 |
| 1.2.2 航天器编队构型设计研究现状 |
| 1.2.3 航天器编队重构技术研究现状 |
| 1.2.4 轨迹跟踪控制技术研究现状 |
| 1.2.5 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 航天器编队超幅宽成像任务分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器编队超幅宽成像概念 |
| 2.2.1 钟摆式卫星编队基本超幅宽成像 |
| 2.2.2 虚拟卫星编队多模式超幅宽成像 |
| 2.3 编队超幅宽成像任务分析 |
| 2.3.1 虚拟卫星幅宽等效模型 |
| 2.3.2 编队卫星控制性能要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 面向超幅宽成像任务的编队整体构型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动模型 |
| 3.3 面向超幅宽成像任务的编队整体构型优化模型 |
| 3.3.1 编队构型保持燃料消耗目标函数设计 |
| 3.3.2 编队超幅宽成像效果评估函数设计 |
| 3.4 基于NSGA-II算法的编队卫星整体构型优化方法 |
| 3.4.1 NSGA-II算法 |
| 3.4.2 基于NSGA-II算法的编队整体构型优化设计方案 |
| 3.5 仿真与分析 |
| 3.5.1 基本钟摆式卫星编队构型设计 |
| 3.5.2 虚拟卫星编队构型设计 |
| 3.6 本章总结 |
| 第四章 面向超幅宽成像任务的局部卫星重构轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 局部卫星重构燃料消耗计算 |
| 4.2.1 离散线性化C-W方程 |
| 4.2.2 局部卫星重构燃料消耗函数构建 |
| 4.3 局部卫星重构碰撞风险评估模型 |
| 4.3.1 相遇平面坐标系 |
| 4.3.2 线性碰撞概率计算 |
| 4.3.3 非线性碰撞概率计算 |
| 4.3.4 卫星重构碰撞风险评估模型构建 |
| 4.4 改进自适应鸽群优化算法 |
| 4.4.1 经典鸽群优化算法介绍 |
| 4.4.2 改进自适应鸽群优化算法 |
| 4.5 基于改进自适应鸽群算法的卫星重构方案设计 |
| 4.6 仿真与分析 |
| 4.7 本章总结 |
| 第五章 面向超幅宽成像任务的卫星相对轨迹跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动预测模型 |
| 5.3 滚动优化控制器设计 |
| 5.3.1 控制性能指标函数的构建 |
| 5.3.2 二次规划优化模型 |
| 5.4 DQN强化学习算法 |
| 5.4.1 马尔可夫决策过程与贝尔曼方程 |
| 5.4.2 Q-learning算法 |
| 5.4.3 深度Q网络(DQN)算法 |
| 5.5 基于DQN优化的轨迹跟踪预测控制算法 |
| 5.5.1 DQN奖励函数设计 |
| 5.5.2 基于DQN优化的MPC轨迹跟踪控制器 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.7 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及学术论文情况 |
（7）多航天器编队飞行姿态协同控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号及缩写语说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 航天器编队飞行发展概况 |
| 1.2.2 编队航天器姿态协同控制简述 |
| 1.2.3 无角速度反馈的编队航天器姿态协同控制 |
| 1.2.4 干扰及不确定性作用下的编队航天器姿态协同控制 |
| 1.2.5 执行机构饱和的编队航天器姿态协同控制 |
| 1.2.6 快速机动的编队航天器有限时间姿态协同控制 |
| 1.2.7 执行机构故障的编队航天器姿态协同容错控制 |
| 1.3 有待研究的主要问题 |
| 1.4 本文的主要内容及结构安排 |
| 2 编队航天器协同控制基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 姿态描述方式 |
| 2.2.1 坐标系 |
| 2.2.2 欧拉角 |
| 2.2.3 四元数 |
| 2.3 航天器姿态数学模型 |
| 2.3.1 姿态运动学方程 |
| 2.3.2 姿态动力学方程 |
| 2.4 代数图论 |
| 2.5 姿态协同控制模型 |
| 2.5.1 多刚体航天器姿态协同运动学和动力学方程 |
| 2.5.2 惯量时变的航天器姿态协同运动学和动力学方程 |
| 2.5.3 执行机构故障的航天器姿态协同运动学和动力学方程 |
| 2.6 相关定义及引理 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 无角速度反馈的编队航天器姿态协同跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 无角速度反馈的分布式姿态协同跟踪控制 |
| 3.3.1 分布式有限时间观测器设计 |
| 3.3.2 无角速度反馈的分布式姿态协同跟踪控制器设计 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 扰动下的分散式编队航天器姿态协同跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分散式编队航天器自适应姿态协同跟踪控制 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 分散式自适应姿态协同跟踪控制器设计 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 考虑执行机构饱和的分散式姿态协同跟踪控制 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 执行机构饱和的分散式姿态协同跟踪控制器设计 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 扰动下的分布式编队航天器姿态协同跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分布式自适应姿态协同跟踪控制 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 分布式有限时间观测器设计 |
| 5.2.3 分布式自适应姿态协同跟踪控制器设计 |
| 5.2.4 仿真分析 |
| 5.3 分布式自适应有限时间姿态协同跟踪控制 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 分布式自适应有限时间姿态协同跟踪控制器设计 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 编队航天器姿态协同跟踪容错控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 分散式自适应姿态协同跟踪容错控制 |
| 6.2.1 问题描述 |
| 6.2.2 分散式自适应姿态协同跟踪容错控制器设计 |
| 6.2.3 仿真分析 |
| 6.3 分布式自适应有限时间姿态协同跟踪容错控制 |
| 6.3.1 问题描述 |
| 6.3.2 分布式有限时间观测器设计 |
| 6.3.3 分布式自适应有限时间姿态协同跟踪容错控制器设计 |
| 6.3.4 仿真分析 |
| 6.4 考虑执行机构饱和的分布式有限时间姿态协同跟踪容错控制 |
| 6.4.1 问题描述 |
| 6.4.2 执行机构饱和的有限时间姿态协同跟踪容错控制器设计 |
| 6.4.3 仿真分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要工作与创新点 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）编队飞行航天器相对轨道与姿态控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 编队飞行航天器研究现状 |
| 1.2.2 航天器相对轨道控制方法研究现状 |
| 1.2.3 编队飞行航天器姿轨耦合控制方法研究现状 |
| 1.2.4 编队飞行航天器协同控制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 编队飞行航天器控制理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用坐标系定义 |
| 2.3 航天器相对轨道动力学模型 |
| 2.4 编队飞行航天器姿轨耦合动力学模型 |
| 2.4.1 姿态动力学模型 |
| 2.4.2 姿轨耦合动力学误差模型 |
| 2.5 代数图论 |
| 2.6 RBF神经网络 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于观测器的航天器编队脉冲协方差控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相对轨道动力学模型线性化 |
| 3.3 基于状态观测器的鲁棒协方差控制器设计 |
| 3.3.1 控制器设计目标 |
| 3.3.2 控制器设计方法 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 编队航天器的自适应滑模容错控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 推力器故障建模和问题描述 |
| 4.2.1 推力器故障建模 |
| 4.2.2 问题描述 |
| 4.3 自适应滑模控制器的设计 |
| 4.4 闭环系统稳定性分析 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于无向图的航天器编队相对位置有限时间协同控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 快速终端滑模协同控制器设计 |
| 5.3.1 控制器设计 |
| 5.3.2 稳定性分析 |
| 5.4 考虑通信延时的快速终端滑模协同控制器设计 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于有向图的航天器编队姿轨耦合固定时间协同控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 姿轨耦合固定时间协同控制 |
| 6.2.1 滑模面设计 |
| 6.2.2 控制器设计 |
| 6.2.3 稳定性分析 |
| 6.3 姿轨耦合自适应固定时间协同控制 |
| 6.4 仿真验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于一致性的航天器编队主从分布式协同控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 航天器编队典型任务 |
| 1.2.2 一致性算法与航天器编队协同控制问题简述 |
| 1.2.3 航天器编队协同控制研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 具有不确定性的航天器编队分布式姿态协同控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器编队数学模型 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 航天器姿态动力学及运动学模型 |
| 2.2.3 航天器相对轨道动力学模型 |
| 2.3 代数图论 |
| 2.4 稳定性理论 |
| 2.5 考虑不确定性的分布式姿态协同控制 |
| 2.5.1 RBF神经网络逼近特性 |
| 2.5.2 基于RBF神经网络的分布式协同控制 |
| 2.5.3 仿真验证 |
| 2.6 考虑状态约束的分布式姿态协同控制 |
| 2.6.1 障碍Lyapunov函数及多层神经网络 |
| 2.6.2 基于障碍Lyapunov函数的分布式协同控制 |
| 2.6.3 仿真验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 具有通信时延的航天器编队分布式姿态协同控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 具有常值通信时延的分布式姿态协同控制 |
| 3.2.1 基于频域法的分布式姿态协同控制 |
| 3.2.2 仿真验证 |
| 3.3 具有时变通信时延的分布式姿态协同控制 |
| 3.3.1 领航航天器具有常值姿态变化率的分布式协同控制 |
| 3.3.2 领航航天器具有时变姿态变化率的分布式协同控制 |
| 3.3.3 仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑非连续通信的航天器编队相对位置协同控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 事件触发机制基本原理 |
| 4.3 无领航航天器的相对位置协同控制 |
| 4.3.1 基于事件触发的分布式一致性控制 |
| 4.3.2 仿真验证 |
| 4.4 有领航航天器的相对位置协同控制 |
| 4.4.1 基于事件触发的分布式队形控制 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 考虑碰撞规避的航天器编队相对位置协同控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于势函数的相对位置协同控制 |
| 5.2.1 基于势函数的分布式队形控制 |
| 5.2.2 仿真验证 |
| 5.3 基于零空间方法的相对位置协同控制 |
| 5.3.1 基于零空间方法的参考指令设计 |
| 5.3.2 基于时变BLF的分布式协同跟踪控制 |
| 5.3.3 仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）高低轨HRWS异构双基地SAR系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 本课题发展趋势及国内外研究动态 |
| 1.2.1 基于低轨SAR辐射源的双/多基SAR系统 |
| 1.2.2 高轨SAR系统 |
| 1.2.3 基于高轨SAR辐射源的双/多基SAR系统 |
| 1.3 高低轨HRWS异构Bi SAR系统面临关键问题和难点 |
| 1.4 本文的主要内容及章节安排 |
| 第二章 高低轨HRWS异构Bi SAR系统总体设计技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间几何构型 |
| 2.3 基于地面分辨特性约束的高低轨构型规划方法 |
| 2.3.1 地面二维分辨特性建模及分析 |
| 2.3.2 构型规划方法 |
| 2.3.3 实验结果及分析 |
| 2.4 基于模拟退火算法的高低轨最优构型设计方法 |
| 2.4.1 参数模型建立 |
| 2.4.2 算法原理 |
| 2.4.3 处理流程 |
| 2.4.4 实验结果及分析 |
| 2.5 高低轨Bi SAR系统关键参数设计方法 |
| 2.5.1 方位向天线尺寸 |
| 2.5.2 方位模糊度 |
| 2.5.3 距离模糊度 |
| 2.5.4 时序设计 |
| 2.5.5 各波位参数 |
| 2.5.6 设计结果验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高低轨HRWS异构Bi SAR方位多通道处理技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高低轨AMC-Bi SAR信号模型 |
| 3.2.1 等效信号模型 |
| 3.2.2 空时特性分析 |
| 3.3 基于等效信号模型的高低轨AMC-Bi SAR模糊抑制方法 |
| 3.3.1 传递函数法 |
| 3.3.2 空时自适应处理法 |
| 3.4 基于时域子图像加权的高低轨AMC-Bi SAR模糊抑制方法 |
| 3.4.1 算法原理 |
| 3.4.2 处理流程 |
| 3.4.3 实验结果及分析 |
| 3.5 基于最小熵的高低轨AMC-Bi SAR时域加权成像处理方法 |
| 3.5.1 算法原理 |
| 3.5.2 处理流程 |
| 3.5.3 实验结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高低轨HRWS异构Bi SAR频域快速成像处理技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高低轨异构Bi SAR斜距模型 |
| 4.2.1 非“走-停”假设斜距模型 |
| 4.2.2 等效斜距模型 |
| 4.3 倾斜地球同步轨道卫星发射-LEO接收的双基NLCS成像方法 |
| 4.3.1 算法原理 |
| 4.3.2 处理流程 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 地球静止轨道卫星发射-LEO接收的双基NLCS成像方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高低轨HRWS异构双基In SAR信号处理技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HRWS In SAR处理综述 |
| 5.3 高低轨HRWS In SAR场景仿真及处理 |
| 5.3.1 仿真方法 |
| 5.3.2 实验结果及分析 |
| 5.4 地球静止轨道卫星发射-LEO接收的高效高精度In SAR定位方法 |
| 5.4.1 一站固定式GEO-LEO双基In SAR定位方程 |
| 5.4.2 一站固定式GEO-LEO双基In SAR目标定位闭式解 |
| 5.4.3 实验结果及分析 |
| 5.5 倾斜地球同步轨道卫星发射-LEO接收的高效高精度In SAR定位方法 |
| 5.5.1 算法原理 |
| 5.5.2 实验结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、Formation flying orbit design for the distributed synthetic aperture radar satellite（论文参考文献）
- [1]基于分布式编队卫星组阵的协作波束成形技术研究[D]. 黄鑫. 南京邮电大学, 2020(03)
- [2]小卫星编队轨迹规划与控制方法研究[D]. 王倩. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]航天器编队飞行分布式固定时间协同控制[D]. 隋维舜. 哈尔滨工业大学, 2020
- [4]分布式星载多通道SAR回波仿真研究及软件实现[D]. 郑成鑫. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]分布式星载InSAR干涉基线常值误差标定方法研究[D]. 范炜康. 战略支援部队信息工程大学, 2020(08)
- [6]面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术[D]. 黄宇. 南京航空航天大学, 2020
- [7]多航天器编队飞行姿态协同控制方法研究[D]. 朱志浩. 南京理工大学, 2020(01)
- [8]编队飞行航天器相对轨道与姿态控制方法研究[D]. 刘瑞霞. 哈尔滨工业大学, 2019(12)
- [9]基于一致性的航天器编队主从分布式协同控制研究[D]. 王文佳. 哈尔滨工业大学, 2019
- [10]高低轨HRWS异构双基地SAR系统关键技术研究[D]. 王跃锟. 西安电子科技大学, 2019(02)