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使用 SOAR（轨道空气动力学研究卫星）进行在轨空气动力学系数测量
轨道空气动力学研究卫星 (SOAR) 是一项立方体卫星任务，预计于 2021 年发射，用于研究极低地球轨道 (VLEO) 上不同材料与大气流动状态之间的相互作用。提高对这些高度的气体-表面相互作用的了解以及识别可以最大限度减少阻力或改善空气动力学控制的新型材料，对于设计未来可以在低高度轨道运行的航天器非常重要。这类卫星可能更小、开发成本更低，或者可以提供改进的地球观测数据或通信链路预算和延迟。为了实现这些目标，SOAR 具有两种有效载荷：i) 一组可操纵的翼片，能够将不同的材料或表面处理暴露给具有不同入射角的迎面而来的气流，同时还提供可变的几何形状以研究空气稳定性和空气动力学控制；以及 ii) 具有飞行时间能力的离子和中性质谱仪，可以精确测量原位流动成分、密度和速度。利用精确的轨道和姿态确定信息以及测得的大气流动特性，可以研究卫星在轨道上受到的力和扭矩，并计算出气动系数的估计值。本文介绍了 SOAR 任务的科学概念和设计。描述了使用最小二乘轨道确定和自由参数拟合过程从测得的轨道、姿态和原位大气数据中恢复气动系数的方法，并估计了解析的气动系数的实验不确定度。结果表明，卫星设计和实验方法的结合能够清楚地说明阻力和升力系数随不同表面入射角的变化。阻力系数测量的最低不确定度位于约 300 公里处，而升力系数测量的不确定性随着轨道高度降低至 200 公里而提高。
基于车辆动态模型的导航中气动系数的自校准
摘要：基于车辆动态模型 (VDM) 的导航性能在很大程度上取决于先验未知的气动系数的准确确定。在不同的技术中，例如模型模拟或风洞中的实验分析，通过有利于全球导航卫星系统 (GNSS) 定位的状态空间增强进行自校准的方法是一种有趣且经济的替代方案。我们在模拟下研究这种技术，目的是确定飞机机动对气动系数之间以及与其他误差状态的精度和（去）相关性的影响。不同机动的组合表明对于获得令人满意的气动系数估计并减少其不确定性至关重要。
基于车辆动态模型导航中气动系数自校准的研究
摘要：基于车辆动态模型 (VDM) 的导航性能在很大程度上取决于先验未知的气动系数的准确确定。在模型模拟或风洞实验分析等不同技术中，通过有利于全球导航卫星系统 (GNSS) 定位的状态空间增强进行自校准的方法是一种有趣且经济的替代方案。我们在模拟下研究这种技术，目的是确定飞机机动对气动系数之间以及与其他误差状态的精度和（去）相关性的影响。不同机动的组合表明对于获得令人满意的气动系数估计并减少其不确定性至关重要。