本文提出一种新的多传感器组合姿态确定方法,可高精度测量高转速刚体飞行器的姿态。分析飞行器在飞行过程中所受的外力矩,在刚体绕质心旋转的运动方程基础上,通过理论推导,提出了一种基于多传感器组合姿态确定方法。该方法融合GPS、陀螺仪和磁力计测得的数据,采用改进的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行滤波。首先,根据高转速飞行器的运动特点,对刚体绕质心运动方程作出适当的假设和简化近似。利用这些假设和近似,推导出欧拉姿态角与飞行路径角、弹道偏转角之间的约束方程,作为状态方程。其次,利用地磁场模型和三轴磁强计测量的地磁强度计算出含有误差的滚转角,并与陀螺仪获取的角速度信息进行融合,建立测量方程;最后在UKF预测阶段采用龙格-库塔法对状态方程进行离散化,提高预测精度。仿真结果表明,所提方法能有效确定高速飞行器的姿态信息,并能保证飞行器姿态的准确性。
自2016年以来,布拉迪斯拉娃(Bratislava)Comenius大学的数学,物理学和信息学学院(FMPI)经营着它拥有70厘米的牛顿重新流动(AGO70),其主要侧重于空间杂物对象的观察和表征。近年来,已经对AGO70的硬件和软件进行了几项重大更新,包括望远镜的安装控制单元(MCU),观察计划和控制系统(SCH,LLTC),图像处理系统(IPS)和TLE改进系统(TLEI)。MCU以及SCH和LLTC允许观察狮子座的物体,角速度高达1.5度/s。最关键的子系统之一是IPS,它已在不同类型的图像上进行了广泛的测试和验证,从使用Sidereal跟踪获取的图像到为Leo对象获得的图像。tlei提供了与卫星激光射程(SLR)传感器的界面,即由奥地利科学院(Austria)(奥地利)太空研究所(IWF)操作的Graz SLR站。这些发展的一般动机是证明和验证实时空间碎片TLEI,以提高SLR传感器的检测效率,并为获得的曲目提供敏感分析。使用获得的数据的轨道确定和天体动力分析是由瑞士伯尔尼大学天文学研究所使用自己的高级狮子座确定工具完成的。
本文概述了旋转空间站大型技术演示器的设计。其目的有两个:获取有关大型旋转结构的行为、操作和控制的知识,为未来旋转空间站的设计提供参考;首次在地球轨道上模拟月球、火星、地球和其他太阳系的重力。该设计设想了一个桁架结构,形成一个圆形的开环,类似于一个巨大的呼啦圈。它摒弃了自行车车轮的方法,通过环的圆形结构而不是辐条和轮毂来解决旋转拉力。该环的临时总直径为 217 米,结构横截面积为 8 米。它以一系列角速度上下旋转以模拟不同的重力。微重力发生在静止时,地球重力发生在全速旋转时。低推力发动机提供旋转加速、旋转减速、姿态控制和驻留。光伏毯提供电力。六次发射可将整个技术演示器以存放的分段形式送入轨道,这些分段在地面控制下展开和组装。任务结束时,环将被拆除,其弯曲分段将转换为直梁,以供后续应用。关键词:技术演示器、旋转站、可展开结构、人造重力
在凝结物理学中,旋转超氟4和冷原子气体的行为进行了广泛的研究,请参见。[1 - 6]及其中的参考。具有低角速度,ω<ωc 1,超氟4和冷原子气体,放置在最初静止的容器内,由于基本激发的随后旋转而不会响应,因为在这种情况下,基本激发和涡流的产生在这种情况下是无能为力的。随着旋转频率ω的增加,对于ω>ωc1,系统会产生浸入超氟物质中的正常物质的细丝涡旋。然后,对于ω>ωlat>ωC1,涡旋形成三角形晶格,该晶格模拟了容器的刚体旋转。对于ω>ωC2>ωlat>ωC1,经典的冷凝物场被完全破坏。静息金属超导体对外部均匀恒定磁场h的作用做出反应,与中性超氟在旋转方面的响应类似,请参见。[1,7]。通过在该表面层中发生的超导电流(Meissner-Higgs效应),筛选在超导体上的低磁场h(在边界附近的磁场L H(有效光子质量)的所谓穿透深度上进行筛选。超导体在两个类别(第一和第二种的超导体)上细分,这是在Ginzburg-Landau参数的依赖性的依赖性的,其中L ϕ是所谓的相干长度,是公寓
在日益拥挤的空间领域,准确及时地确定新物体或机动物体的轨道参数变得至关重要。目前,任何传统的仅基于角度的初始轨道确定 (IOD) 算法都需要至少三次光学观测(每次提供两个独立的角度测量),且时间上相隔很远,才能表现良好。在本文中,我们描述了一种新的传感器加算法工程方法,即 AURORAS(高级单传感器快速轨道重建算法和传感)(正在申请专利),它将大大提高 IOD 的速度和准确性。我们通过同时测量(而不是估计)物体在某一时间点的角位置、角速度和角加速度,获得了定义轨道所需的最少六个独立参数,比目前的传统方法快得多。然后,我们继续描述光学传感器技术的革命以及实现这种方法的算法。我们还将 AURORAS 功能的性能与传统的 IOD 方法进行了比较,发现 AURORAS 在准确性和及时性方面比传统方法高出一个数量级或更多。我们还介绍了一种候选传感器的实际性能以及一种支持 AURORAS 方法的新型未来传感器设计(正在申请专利)。由于 AURORAS 具有差分特性(与许多传统路径积分 IOD 方法不同),因此它很容易应用于任何轨道区域,只要在特定时间点,重力势能可以沿观察者的视线指定。这包括地月环境。
Q1 1以下哪种存储方法的工作原理类似于燃气轮机发电厂的周期? 选项A:SMES选项B:飞轮选项C:泵送水力发电选项D:压缩空气储能2以下哪项不用作明智的TES系统的存储材料? 选项A:岩石选项B:钢筋混凝土选项C:ICE选件D:矿物油3哪些因素决定了储存在明智的TES系统中的能量量? 选项A:存储材料的体积,温度和比热容量选项B:质量,温度和储存材料的特定热容量选项C:质量,温度变化和存储材料的特定热容量选项D:体积,温度变化和储存材料的特定热容量4如何增加存储在飞轮储能储能技术转子中的能量? 选项A:提高转子选项的角速度B:减少转子选项的质量C:增加转子选项选项的体积D:增加转子5的特定电阻5哪种存储技术涉及在等体相变的材料内部能量增加材料内部能量的形式? 选项A:泵送水力发电储能选项B:明智的热量储能选项C:潜在的热量储能选项D:压缩空气储能6可以通过物质或能量流(热量,热量,工作等)产生的最大工作量(也称为可用性))Q1 1以下哪种存储方法的工作原理类似于燃气轮机发电厂的周期?选项A:SMES选项B:飞轮选项C:泵送水力发电选项D:压缩空气储能2以下哪项不用作明智的TES系统的存储材料?选项A:岩石选项B:钢筋混凝土选项C:ICE选件D:矿物油3哪些因素决定了储存在明智的TES系统中的能量量?选项A:存储材料的体积,温度和比热容量选项B:质量,温度和储存材料的特定热容量选项C:质量,温度变化和存储材料的特定热容量选项D:体积,温度变化和储存材料的特定热容量4如何增加存储在飞轮储能储能技术转子中的能量?选项A:提高转子选项的角速度B:减少转子选项的质量C:增加转子选项选项的体积D:增加转子5的特定电阻5哪种存储技术涉及在等体相变的材料内部能量增加材料内部能量的形式?选项A:泵送水力发电储能选项B:明智的热量储能选项C:潜在的热量储能选项D:压缩空气储能6可以通过物质或能量流(热量,热量,工作等)产生的最大工作量(也称为可用性)涉及参考环境的平衡,定义为 - 选项A:能量选项B:焓选项C:Exergy选项D:Entropy
先进的大翼展飞机具有更大的结构灵活性,但可能出现不稳定或操纵性差。这些缺点需要稳定性增强系统,该系统需要主动结构控制。因此,飞行中机翼形状的估计有利于控制非常灵活的飞机。本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波估计柔性结构状态的新方法,该方法利用了辅助惯性导航系统中采用的思想。将不同机翼位置的高带宽率陀螺仪角速度集成在一起,以提供短期独立惯性形状估计解决方案,然后使用额外的低带宽辅助传感器来限制发散估计误差。所提出的滤波器实现不需要飞机的飞行动力学模型,简化了通常繁琐的卡尔曼滤波调整过程,并允许在机翼偏转较大和非线性的情况下进行准确估计。为了说明该方法,通过使用瞄准装置作为辅助传感器的模拟来验证该技术,并进行可观测性研究。与文献中基于立体视觉的先前研究相比,我们发现了一种传感器配置,仅使用一个摄像头和多个速率陀螺仪分别用于卡尔曼滤波更新和预测阶段,即可提供完全可观察的状态估计。
本章的最终目标是,一架刚性飞机在扁圆形旋转地球上空的运动方程。平地方程描述了在重力恒定的非旋转地球上一小块区域上的运动,我们将作为特殊情况推导得出该方程。为了达到这个最终目标,我们将使用经典力学的矢量分析来建立运动方程,使用矩阵代数来描述坐标系的运算,并使用大地测量学、引力和导航中的概念来介绍地球形状和质量引力的影响。在第 2 章之前,作用在飞行器上的力矩和力(地球的质量引力除外)将是抽象的。在此阶段,只要有合适的力和力矩模型,这些方程就可以用来描述任何类型的航空航天飞行器(包括地球卫星)的运动。术语“刚性”意味着不允许结构灵活性,并且假定飞行器中的所有点始终保持相同的相对位置。在大多数情况下,这种假设对于飞行模拟来说已经足够好了,并且对于飞行控制系统设计来说也足够好了,前提是我们不试图设计一个系统来控制结构模式或减轻飞机结构上的气动载荷。运动方程处理所需的矢量分析通常会给学生带来困难,特别是角速度矢量的概念。因此,提供了相关主题的回顾。在某些情况下,我们已经超越了传统的飞行力学方法。例如,由于四元数具有“全姿态”能力以及在模拟和控制中的数值优势,因此引入了四元数。它们现在广泛应用于模拟、机器人、制导和导航计算、姿态控制和图形动画。主题来自
光学陀螺仪是一种使用光学原理来测量角速度和方向的设备。它由旋转转子和一对光电检测器组成,该检测器可以通过检测光路径中的变化来测量对象的旋转。光学陀螺仪广泛用于惯性导航,飞行控制,地震监测和其他田地[1]。光学陀螺仪使用SAGNAC效应,这是光学物理学中众所周知的现象。当一束光束分成两个梁并以相反的方向围绕循环绕着循环行驶时,如果环旋转,则两个光束在环上行驶所需的时间将有所不同[2]。这是因为环的旋转导致两个梁之间的相移,这导致干扰模式与环路的旋转速率成正比。近年来,光子综合电路(图片)的进步导致了新型设备的开发,例如片上激光器,光子集成电路和光电神经网络[3]。这些设备有可能对诸如计算,传感和通信等领域进行重复化。集成光学陀螺仪的关键优势之一是将多个功能组合到单个芯片上的能力,从而改善了性能和减小的尺寸,重量,重量和功耗,使其适用于更广泛的应用程序[4]。在这里,我们将集成的光学陀螺仪(IOG)分为两类,包括集成的干涉光学陀螺仪(IIOG)和集成的共振光学陀螺仪(IROGS)[5]。在IIOG中,干涉光纤陀螺仪
城市空中交通 (UAM) 已经引起了公众和航空业的关注,希望有一天能利用电力驱动、环保且自主操作的无人机系统 (UAS) 在城市地区运送人员和货物。大量投资和车辆的快速发展正在进行中,一些地区已经开始提供包裹递送服务。然而,在拥挤的城市地区安全管理数千辆这样的车辆的能力对空中交通管理提出了前所未有的挑战。NASA 在无人机交通管理 (UTM) 计划下领导的对该问题的初步研究主要集中在地理围栏和单个航班的集中空域预留上。本文提出了一种 UTM 扩展方法,使用一种分散式方法,采用空中监视、自我分离和最小化“设计分离”方法,以允许在非常高的交通密度和近距离内优化和确保每次飞行的安全。该概念采用机载轨迹管理 (ABTM) 原则和一种新颖的可变分离标准概念来管理过往车辆的角速度,从而消除了非常近距离操作的“惊吓因素”和可感知危险。ABTM 还完成了安全规划和执行正常飞行以及从异常或紧急操作中恢复所需的大部分服务,同时使用当前的空中交通管制范式适应常规有人驾驶飞行。本文描述了 UAM 操作的环境以及提出的自主战术分离车辆的方法。显示了交通冲突和解决方案的样本几何形状,并列出并解释了空域定义、空域内的飞行规则以及这些飞行规则的增加和豁免。