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公开(公告)号：CN102331785A
公开(公告)日：2012-01-25
申请号：CN201110199698.0
申请日：2011-07-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种受指向约束的自主姿态机动控制的方法，属于航天器姿态控制技术领域。该方法采用在单位球面S上，以敏感器目标指向矢量rd的末端点为目标点位置，敏感器当前的指向矢量r的末端点为当前位置，指向约束所形成的球冠面为障碍区域，构建关于r的末端点在球面上运动的导航函数V，然后根据导航函设计控制力矩表达式，通过改变控制力矩参数来调整控制力矩的幅值，从而驱动航天器使得敏感器指向目标矢量rd，航天器完成敏感器指向目标矢量rd后，需再绕敏感器矢量方向旋转角度θ，从而实现航天器完整的姿态机动过程。本发明方法能够明确地对障碍区域的指向规避进行处理，同时对于多个障碍约束时能避免局部极小值，确保航天器安全机动到目标姿态，满足了执行机构有界性的要求，实现了自主航天器指向约束姿态机动的控制。
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公开(公告)号：CN101782392B
公开(公告)日：2012-01-04
申请号：CN201010103514.1
申请日：2010-02-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法，特别适用于利用三个路标进行深空探测器位置和姿态自主确定的导航系统，属于自主导航领域。本发明通过读取导航路标在目标天体坐标系下的位置数据，计算出目标天体坐标系下n个路标相对探测器的位置矢量；通过计算观测矩阵的行向量，得到观测矩阵H；计算任意三个导航路标组合所对应的矩阵(HHT)-1的特征值之和，选取最优的三个导航路标。本发明的基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法具有精度高、计算小、解析可行，为近目标天体飞行的深空探测提供了明确可行的导航路标选取方法。
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公开(公告)号：CN113703484B
公开(公告)日：2025-05-23
申请号：CN202111020087.5
申请日：2021-09-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种有卫星失效后的混合编队卫星星座失效重构方法，属于航空航天技术领域。本发明从星座构型几何特征的角度出发，结合Walker‑δ星座构型特点，分析失效前Walker‑δ星座内混合卫星编队的根卫星，通过父子星约束与子星间约束连接编队节点，以根卫星为根、以父子星约束为边、以子星间约束为连接建立编队构型约束树，将复杂的多星多约束星座重构问题转化为简单的约束树分层遍历问题；卫星失效时在给定任务性能指标与相位调整机动方式下能够实现的混合编队星座的重构，且对于卫星总数不大的卫星星座情况下能够实现在轨自主重构。本发明具有扩展性，对于不同组成、不同编队约束的混合编队星座均能够解决失效重构问题。本发明具有重构效率高的优点。
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公开(公告)号：CN115509247B
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202211220711.0
申请日：2022-10-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/15 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开的适用于强化学习的小天体着陆器动态目标规划训练方法，属于航空航天技术领域。本发明通过小天体着陆器初始和目标状态对随机生成的方法，在BFS的状态空间规划器验证和筛选下，生成大量的有解的初始‑目标状态对，增加强化学习算法训练环境的可行初始‑目标状态样本。本发明通过反用固定目标状态生成方法，将多初始状态‑单目标状态的可选的小行星着陆器训练环境备选状态；通过迭代生成多初始状态‑多目标状态的备选状态，在训练过程中提升训练后智能体的动态目标任务规划能力。本发明通过使用BFS的状态空间规划器，对生成的初始或目标状态进行筛选和验证，确保初始‑目标状态对存在规划解，减少对强化学习算法训练环境的干扰。
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公开(公告)号：CN118691671A
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202410581243.2
申请日：2024-05-11
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种卫星星座自主导航优化评价选星方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：本用户卫星对锚定星以及星座中的其他用户卫星进行光学观测，其他用户卫星对锚定星以及本用户卫星进行光学观测；提取光学观测目标的像元像线信息，并结合相机参数计算出对应的视线矢量。结合星载姿态确定系统与星间测距，解算用户星的位置；对于每个包含本用户卫星的基础观测单元，通过对其可观测度进行分析，给出可观测度与卫星位置估计误差的关系，按本用户卫星的位置估计误差大小对其他用户星进行选取，即实现卫星星座自主导航优化选星。利用选取的其他用户卫星，进行本用户星的定位，降低光学观测的误差对导航性能的影响，提高星座卫星自主导航精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114818133B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202210450865.2
申请日：2022-04-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F18/24 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开的一种基于虚拟时间节点的航天器资源约束一致性检测方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据航天器上资源情况建立每种资源的空时间线，将活动序列中各个活动的资源使用情况按资源种类进行分类，对属性为可重复型的资源，引入虚拟时间节点表示资源使用结束后的恢复情况。将分类后的资源使用情况填充到对应资源时间线中。基于时间顺序对每条资源时间线中填充的资源使用活动进行排序，计算每条资源时间线中的资源使用值，判断每次资源使用活动是否满足资源约束。本发明充分利用航天器任务中资源约束的时间顺序特性，找到所有未能满足资源约束的活动，方便进一步求解完善活动序列，提高航天器自主任务规划的效率和实时性。
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公开(公告)号：CN115016512B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202210416815.2
申请日：2022-04-20
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/654 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开的基于动态窗口算法的小天体表面附着轨迹规划方法，属于深空探测器自主规划技术领域。本发明实现方法如下：建立着陆坐标系下的探测器动力学方程，将探测器的运动特性在着陆坐标系上的三个方向进行分析。根据探测器的机动性能计算探测器在单位时间内的运动窗口，即探测器的速度矢量集合，对速度集中的每一个速度进行轨迹模拟。设定评价函数评价集合中每一轨迹的得分，包括目标位置距离得分、障碍物距离得分和速度方向得分，选择最优的轨迹并记录其加速度、速度和位置。重复迭代直至探测器到达目标着陆点。本发明具有规划效率高、精度高、灵活性高、适应性高、可靠性高的优点，能够提高着陆的实时性、精确性和安全性，节省探测器燃料。
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公开(公告)号：CN118149832A
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202410266125.2
申请日：2024-03-08
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种空间目标天基监测效能评估优化定轨方法，属于轨道确定领域。本发明首先建立天基监测星定轨观测模型，通过观测模型构建Fisher信息矩阵，同时为保证所选监测星有连续的可观测弧段，选择这些监测星中可观测弧段最短的作为监测定轨时长。然后，考虑到一段时间内天基监测系统的整体效能，提出一种基于可观测度的效能评估指标，该指标的值反映了所选监测星组合对空间目标轨道确定的精度影响。最后，基于该效能评估指标提出一种优化选星定轨方法，该方法首先采用遍历法对全部监测星组合的效能评估值进行计算，再选择出具有最大效能评估值的最优监测星组合，最后利用非线性滤波算法对空间目标监测定轨，从而提高此天基监测系统的监测效能。
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公开(公告)号：CN115622612B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202211294213.0
申请日：2022-10-21
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的巨型星座轨道保持迭代学习控制方法，属于卫星星座在轨运行与预警规避领域。本发明实现方法为：在巨型星座分布密集、轨道层间距小以及相对摄动无法精确建模的背景下，根据星座卫星间相对动力学模型，设计相对轨道保持反馈控制律，以抑制非周期摄动对高精度相对轨道保持的影响；针对星座卫星间相对摄动的周期性特点，设计相对轨道保持反馈控制律和不显含初始状态的迭代学习控制律，通过二者协同调整卫星速度、修正轨道参数，消除星座卫星间相对轨道保持偏差，实现星座卫星间相对轨道的精确自主保持，并使控制律的收敛性不受启动时刻的初始状态影响，进而在不影响卫星正常任务的同时，减小碰撞风险，提高巨型星座运行安全性。
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公开(公告)号：CN114485672B
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202210102510.4
申请日：2022-01-27
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体附着的面状探测器耦合约束轨迹规划方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：通过选取面状探测器附着过程中的姿轨状态量及推力器控制量为优化变量，将敏感器视场约束、推力器控制约束以及探测器整体姿态约束描述为对优化变量的约束函数，根据附着燃耗及平稳性需求设计性能指标函数，将面状探测器附着轨迹规划问题建模为姿轨一体优化问题；通过优化求解器，求解所建模的优化问题，得到最优附着轨迹及相应控制序列；针对优化求解器输出的附着轨迹与控制序列间的匹配误差，设计误差反馈项修正优化所得控制量，得到精确匹配的面状探测器附着轨迹及推力器控制序列，进而使面状探测器按优化目标实现高精度低燃耗平稳附着。
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