一、均質球體內萬有引力解析（論文文獻綜述）
管凱顏[1]（2021）在《不同質量航天器在連續(xù)推力下快速協(xié)同交會探討》文中認為航天器軌跡優(yōu)化是貫穿航天器全壽命周期的重要問題,其研究對延長航天器在軌運行壽命,增大執(zhí)行任務能力等,具有重要的實踐意義。優(yōu)化得到燃料或時間等性能指標更優(yōu)的運行軌跡,可達到有效節(jié)省成本的目標。本文以航天器需快速完成交會任務為研究背景。交會方式共有兩種:主被動交會與協(xié)同交會。在現有的空間活動中,當執(zhí)行的空間交會任務有時間的限制,此時,雖然航天器可通過主被動交會完成航天任務,但主被動交會會面臨兩個問題:一是主動航天器在規(guī)定時間內是否有足夠的優(yōu)化空間;二是航天器燃料攜帶量是否能夠支持整個交會任務?；谏鲜鰞蓚€問題,本文將研究兩航天器的協(xié)同交會問題。一直以來有關航天器協(xié)同交會的研究受限于質量相同（或接近）的航天器,對于質量不同的航天器由于在燃料最優(yōu)控制的目標下顯見以質量較輕的航天器機動更合理一些,在早期的相關研究中曾斷言協(xié)同交會問題在質量不同的航天器之間是“沒有意義的”。本文以燃料消耗最少為優(yōu)化性能指標,研究兩個航天器在質量不同時執(zhí)行空間緊急任務,兩種交會方式的不同表現。軌跡優(yōu)化方法采用間接法,通過引入待定的拉格朗日乘子向量函數,利用龐特里亞金極值原理求解哈密頓函數極小值得到最優(yōu)控制率以及控制變量受約束的兩點邊值問題,進而通過數值方法求解非線性方程。間接法雖然理論已經成熟,但要求解航天器協(xié)同交會軌跡優(yōu)化問題還需要解決眾多問題。其中,間接法需要求解打靶函數,但打靶函數對初值精度要求極高,因此需要采取一系列方法增大猜測值落在函數收斂域內的概率。對于上述問題,首先針對協(xié)態(tài)變量缺乏物理意義,且范圍是不可知的問題,本文采用對協(xié)態(tài)變量歸一化的方法將其限定在一個可知范圍內。其后,采用QPSO算法與SQP算法串聯使用的策略,一方面通過QPSO算法在可行區(qū)間內大范圍尋優(yōu),結果作為SQP算法的迭代初值進行局部尋優(yōu),另一方面先通過QPSO算法初步尋優(yōu)得到初始迭代點,可緩解SQP算法對初始點的敏感性,增大算法的收斂速度,得到更精確的打靶函數初值。最后將該初值作為迭代初始值,引入一種平滑處理技術—同倫技術對bang-bang控制問題進行平滑處理,令ε=1得到能量最優(yōu)問題的初始值,讓ε以指數遞減的形式逐步迭代至ε=0的燃料最優(yōu)問題,由此解決最優(yōu)容許控制不連續(xù)問題。本文分別對共面和異面連續(xù)推力模型進行優(yōu)化仿真,對應三種時間限制集合,即無時間限制（或足夠長時間限制）、合理時間限制和短時間限制。仿真結果顯示,當兩個航天器質量不同情況下,當交會時間沒有限制時,最優(yōu)交會方式為主被動交會;在合理的時間限制內,最優(yōu)交會方式以協(xié)同交會為更合理的方案,燃料消耗由兩個航天器進行分擔;當需要完成緊急空間任務,交會時間限制在短時間內,主被動交會通常無法完成交會,但協(xié)同交會雖然燃料消耗增加,但總能完成交會任務。航天器燃料攜帶量是有限制的,因此需要考慮質量輕的航天器是否有足夠的燃料支持完成交會任務,本文探討對航天器可消耗的燃料添加干預是否可行。仿真結果顯示,通過對質量較輕的航天器施加燃料干預,總燃料消耗會有所增加,但能有效減少質量輕的航天器燃料消耗,讓航天器燃料消耗量相比于燃料攜帶量更合理。
楊軒[2]（2020）在《火星探測器精密定軌定位與火衛(wèi)一低階重力場研究》文中指出本文以我國即將實施的火星探測任務為背景,系統(tǒng)地研究了火星探測器精密定軌定位理論、方法與實踐。從火星軌道器精密定軌問題入手,重點對歐空局火星快車號探測器進行了相關研究。通過梳理定軌策略,全面的處理了火星快車多普勒跟蹤數據,獲得了高精度的火星快車重建軌道。同時在國際上首次融合處理多次火星快車飛掠火衛(wèi)一期間的觀測數據,提高了火衛(wèi)一低階重力場模型的精度。隨后以著陸器定位問題為主線,利用仿真實驗定量分析了三種新型測量模式的定軌定位結果,最后討論了火星定向參數的解算原理和精度。論文的主要研究內容概括如下:（1）系統(tǒng)性梳理了火星探測器精密定軌定位理論,在現有平臺的基礎上,研制了一套火星探測器精密定軌定位軟件,與國際上著名定軌軟件GEODYN-II進行了嚴格的交叉驗證測試,結果顯示,該軟件精度可靠,與GEODYN-II具有良好的一致性。隨后從短弧段和長弧段定軌兩個方面,處理了火星快車的雙程測速數據。詳細闡述了定軌策略,分析了火星快車動量輪卸載的處理方法。定軌結果符合火星快車事后精密軌道的精度范圍,為后續(xù)其他火星探測器的軌道跟蹤數據,特別是為我國火星探測器軌道跟蹤數據的高精度處理提供了良好的基礎。（2）針對火衛(wèi)一重力場模型精度不足,難以滿足其內部構造反演需要的問題,研究了火衛(wèi)一重力場計算方法,首次綜合處理了火星快車在2010和2013年飛掠火衛(wèi)一期間的多普勒跟蹤數據。通過充分利用現有模型的精度,采用附有先驗約束的最小二乘法作為反演算法。結果顯示,火衛(wèi)一GM、C20和C22的精度較現有模型提高兩到三倍,其中C20的計算值表明在95%置信區(qū)間下,火衛(wèi)一內部分布不均勻,在赤道地區(qū)密度較大,極區(qū)密度較小。（3）針對未來火星多探測器間協(xié)同定軌定位問題,對三種新型多探測器跟蹤模式進行了數值模擬分析。結果表明,結合傳統(tǒng)雙程多普勒數據與四程多普勒或簡化的四程多普勒數據進行精密定軌,重建軌道的精度最高可提升一倍左右,著陸器位置精度穩(wěn)定在分米級別。隨機噪聲為10 ps的同波束干涉測量值的加入并不能顯著提高軌道器的定軌精度,但可提供數十米精度的著陸器位置結果。（4）研究討論了直接對著陸器的射電跟蹤測量,進行著陸器定位以及火星定向參數的解算精度。仿真實驗結果表明對位于北緯20度的火星著陸器進行觀測,最終歲差參數精度可較目前提高5到10倍,章動參數精度可達到10～30毫角秒,日長變化與錢德勒擺動參數精度可收斂至5～10毫角秒,這一精度水平可以滿足研究火星內部結構與大氣物質交換的需要。此外,通過分析不同緯度著陸器的解算結果,發(fā)現對于高緯度的著陸器來說,只進行速度測量會導致部分定向參數的解算精度受到較大影響,因此有必要進行距離測量來彌補速度測量的不足。
趙坤[3]（2020）在《云臺式PGK機構設計與彈道仿真》文中研究表明為常規(guī)無控彈箭加裝二維彈道修正引信,既可以保證其較低的成本,又可以顯著提高其打擊精度。其中采用PGK（Precision Guidance Kit）作為二維彈道修正引信來實現對彈箭的二維彈道修正是目前國內外爭相研究的熱點。當PGK應用于低旋彈箭時,PGK由電動機提供能源,經齒輪組減旋后驅動翼筒旋轉,從而使翼筒可在慣性空間下保持不轉,提供特定方向穩(wěn)定的法向修正力,實現二維彈道修正。文中在綜合分析了PGK工作特點,國內外的研究現狀,以及實際工程應用需求的基礎上,結合現有經驗,發(fā)現應用于低旋彈箭的PGK存在的不足之處,提出一種新型的云臺式PGK,并對云臺式PGK機構進行設計和優(yōu)化。利用有限元分析軟件對云臺式PGK關鍵零部件的結構強度進行了分析校核,保證其可靠性。在PGK機構設計完成后,利用CFD軟件以國內107mm口徑尾翼穩(wěn)定火箭彈為平臺,計算全彈氣動力參數,分析全彈流場特性,選定升力舵的翼型,并對其具體參數進行優(yōu)化設計。最終經計算分析確定升力舵翼型為NACA4508,翼展105mm,弦長38.5mm,后掠角35°,舵偏角3°,并總結出了PGK翼型選取的一般規(guī)律。此外還構建了云臺式PGK彈道修正火箭彈低速滾轉狀態(tài)下的彈體運動六自由度彈道模型,并對全彈道進行仿真,分析云臺式PGK的開環(huán)拉偏能力,以及對固定目標點射擊時的彈道修正能力。并利用蒙特卡洛方法進行計算機數值仿真,分析云臺式PGK彈道修正火箭彈的射擊準確度和射擊散布度。
李芳明[4]（2020）在《水下重力輔助定位及重力圖導航適配性研究》文中研究指明慣性導航系統(tǒng)（Inertial Navigation System,INS）是潛航器最為依賴的導航定位設備。由于陀螺儀和加速度計等慣性器件的原因,INS的定位精度隨時間而發(fā)散,需定期使用其他導航定位方法校正INS的定位誤差。相比于GPS衛(wèi)星定位、無線電定位和地形輔助定位等常用的INS誤差校正方法,重力測量具有無源性,重力輔助定位在提供可靠精準的定位信息校正INS積累的定位誤差的同時,有效保護了潛航器在行動過程中的隱蔽性。因此,重力輔助定位技術在軍事上具有極高的應用價值。重力輔助定位系統(tǒng)可分為慣性導航系統(tǒng)、重力測量儀器、數字重力基準圖和匹配定位算法四個主要部分,各組成部分的性能差異對重力輔助定位系統(tǒng)的性能有重要影響。本文以潛航器工作環(huán)境作為應用背景,結合地球重力場特點和重力輔助定位系統(tǒng)的應用需求,對影響重力輔助定位精度的各組成模塊展開研究。重力基準圖是重力輔助定位的基礎,重力基準圖中包含的重力特征是否豐富,重力基準圖的分辨率是否滿足需求,都會影響重力輔助定位系統(tǒng)的性能。論文闡述了衛(wèi)星測量重力數據、船測重力數據、數字高程模型（Digital Elevaltion Model,DEM）正演重力數據和全球重力場模型等常用重力數據源的優(yōu)缺點和數據處理方法。不同來源的重力數據反映了不同的重力信息,研究了基于離散小波變換的多源重力數據融合方法,分別設計了頻率系數融合方法。通過實驗,確認了小波分解的最優(yōu)小波基函數和最佳分解層數。仿真實驗表明,基于離散小波變換的多源重力數據融合方法,能夠有效融合多源重力數據特征。匹配定位算法是重力輔助定位系統(tǒng)的重要組成部分,其性能優(yōu)劣直接決定系統(tǒng)的定位效果。論文說明了迭代最近等值點算法（Iterative Closest Contour Point,ICCP）和實時ICCP算法的原理,現有實時ICCP算法的匹配序列長度根據經驗設置,匹配序列的長度固定,無法在任意航跡上獲得最佳定位精度,且在尋找最近等值點過程中,存在計算量較大的問題。針對這些問題,本文提出了一種優(yōu)化匹配序列長度的實時ICCP算法。通過黃金分割搜索策略獲得在當前重力異常序列下ICCP算法的最優(yōu)序列長度;并使用Hausdorff距離優(yōu)化ICCP算法在下次迭代過程中,搜索最近等值點的范圍,減少ICCP算法在搜索最近等值點過程中的計算量。利用某型INS海上實測試驗獲得的數據,在不同的重力傳感器測量噪聲、不同的INS定位誤差以及不同的重力圖分辨率測試條件下,對比分析了現有的實時ICCP算法與本文方法定位性能。對比實驗表明,本文方法在各個航跡上的定位精度,均高于實時ICCP算法可以獲得的最高定位精度。重力基準圖內重力異常的變化強度是影響匹配定位算法性能的一個重要因素,在重力異常變化劇烈的區(qū)域,匹配算法可取得良好的定位效果。水下載體盡量通過高導航適配性區(qū)域,是提高匹配算法定位精度的有效方法。本文基于投影尋蹤模型和啟發(fā)式優(yōu)化算法,建立了重力圖導航適配性分析模型。通過將重力圖轉換為灰度圖,提出了采用圖像紋理分析方法提取并分析重力圖整體和局部導航適配性特征指標的方法。建立了基于多特征參數融合的投影尋蹤模型,提出了一種引力場算法,并應用于獲取投影尋蹤模型的最佳投影方向,獲取各重力圖的導航適配性綜合評估,并將該綜合評估作為重力圖的選擇依據。驗證了重力圖導航適配性評估結果與ICCP算法的適配情況。仿真實驗表明,ICCP算法在本文方法選擇的重力圖中的定位精度最高,航跡匹配效果最好。重力輔助導航系統(tǒng)的定位精度與水下載體在匹配區(qū)內的航向密切相關,水下載體沿不同航向的航線運動時,重力導航定位系統(tǒng)的定位性能存在差異。對于導航適配性一般的匹配區(qū),可能存在導航適配性較好的方向。本文從圖像識別分類的角度,對重力圖的方向導航適配性分析進行研究。提出了通過Log-Gabor濾波器組獲得重力圖的多尺寸、多方向特征圖的方法,提出了一種基于二進制引力場算法的選擇性集成學習,并優(yōu)化了基分類器的投票機制,建立了重力圖方向導航適配性分析模型。本文方法可有效避免選取導航適配性特征和設置導航適配性評估閾值過程中的盲目性。對比實驗結果表明,本文提出的方向導航適配性分析方法可以獲得更高的準確率。
周宇澄[5]（2019）在《參數非均質球體的力學問題及其在地球物理學中的應用》文中研究說明本文分別給出了非均質性球對稱問題和空間軸對稱問題的解析通解,構建了地球內部各物理和力學參數由簡潔的函數關系所表達的彈性地球分層結構模型,并給出了模型的彈性力學解。對于非均質性球對稱問題的研究,推導了非均質性問題的位移控制方程。首先考慮了楊氏模量隨半徑指數分布的情形,給出了問題的解析解。其次考慮了楊氏模量隨半徑為一般線性規(guī)律變化的情形,采用常微分方程的冪級數解法給出了問題的級數解。文中對球對稱萬有引力的分布進行了計算,其中假設密度函數沿半徑方向呈指數分布,并給出了有體力非齊次方程的解析位移解。對于非均質空間軸對稱問題的研究,考慮楊氏模量為最一般分布的情形,采用彈性力學應力解法求解柱坐標系中的軸對稱應力平衡方程,給出了無體力問題的解析通解,并探討了軸對稱球體問題在柱坐標系中的表示方法以及求解程序。作為非均質性球體問題的應用,文中對地球內部結構模型進行了探討。首先通過對現有的地球物理學測量數據進行擬合得到了地球內部地震波波速的函數分布關系,進而得到了地球內部彈性常數沿深度分布的函數關系,構建出彈性地球的力學模型,并采用Runge-Kutta數值方法計算了在給定邊界條件時楊氏模量二次多項式分布情形的分層球對稱問題,分別得到了考慮萬有引力體力和不考慮體力時的彈性力學數值解。同時文中對構建的彈性地球內部結構模型從幾個不同的方面進行了驗證,包括地球的質量、轉動慣量和各分層的地震波波速以及密度分布等。探究了考慮軸對稱自轉向心力時構建軸對稱地球模型的程序和方法,同時也討論了地球結構模型的幾個實際應用以及還可以改進的地方。
郭林杰[6]（2019）在《基于深度強化學習的跳躍式小行星探測器規(guī)劃策略研究》文中研究表明隨著科學技術的不斷發(fā)展,小行星探測逐漸成為深空探測領域的一個較新的熱門方向,因人們對小行星知之甚少,所以對其進行全方位的探測就顯得尤為重要,其中就包括表面現場探測。小行星在體積和質量方面都比行星小得多,其微重力引力場環(huán)境給現階段常用的車輪式探測器帶來了極大的挑戰(zhàn),因此提出了采用跳躍式探測器來執(zhí)行小行星表面的探測任務。目前,國內外對小行星著陸探測器的研究還處在初期階段,其中更鮮有對探測器連續(xù)多次跳躍過程進行規(guī)劃策略的研究。由于深度強化學習同時具備深度學習對事物的感知表達能力和強化學習對解決問題策略的學習能力,所以結合深度確定性策略梯度算法設計相應的神經網絡對小行星探測器跳躍的完整過程進行規(guī)劃。論文主要內容如下:首先對跳躍式小行星探測器進行了基礎建模,并提出了一種簡單的快速能量交換策略,旨在驗證探測器能夠通過碰撞過程實現能量轉化。之后在結合深度確定性梯度算法的基礎上進行神經網絡和獎賞函數的設計,在不考慮飛輪控制能力的情況下對探測器碰撞運動規(guī)劃策略進行學習,并在測試中有很好的表現。同時為了測試神經網絡學到的探測器碰撞運動規(guī)劃策略在小干擾地面環(huán)境下的魯棒性,又將其在小角度斜面和隨機土壤信息的兩種環(huán)境下進行了測試,也都表現出了優(yōu)秀的性能。為了研究探測器運動過程的爬坡能力,在較大角度斜面的環(huán)境下對神經網絡結構進行了改進設計,將斜面信息作為單獨的輸入,結合到探測器碰撞運動規(guī)劃策略中,對完成訓練的新神經網絡進行不同角度的斜面環(huán)境測試,同時對比測試原神經網絡在相同斜面環(huán)境下的表現情況,兩者性能變化整體趨勢都隨傾斜角度的增大而下降,但在大角度的斜面環(huán)境下,新神經網絡的性能明顯優(yōu)于原神經網絡。另外對神經網絡在球形地面環(huán)境下進行了建模、訓練與測試,即使改變了探測器狀態(tài)空間的表示方式,仍然不影響其碰撞運動規(guī)劃策略的學習?？紤]飛輪控制能力,將飛輪信息作為探測器狀態(tài)空間的一部分輸入到神經網絡中進行學習,發(fā)現其很難學到碰撞運動規(guī)劃策略和飛輪控制能力之間的平衡關系,因此提出了一種飛輪卸載規(guī)劃策略,在探測器與地面碰撞的過程中對飛輪進行卸載處理。通過對狀態(tài)空間和獎賞函數的重新設計,神經網絡能夠較好地學到飛輪卸載規(guī)劃策略,同時在運動范圍指標中也表現良好。
甄明[7]（2018）在《空間飛網仿生設計與抓捕動力學研究》文中指出空間碎片碰撞威脅和廢棄地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星占據稀缺軌位是當前人類航天發(fā)展面臨的重大緊迫問題,急需發(fā)展針對空間碎片和廢棄GEO衛(wèi)星的軌道主動清除技術。由柔性繩索編織的空間飛網結構簡單,成本低,提供遠距離和可容錯抓捕,降低了抓捕任務中的碰撞風險,尤其適合空間非合作目標抓捕,代表了軌道主動移除技術最新發(fā)展。空間飛網結構構型和展開及碰撞動力學是影響抓捕任務的關鍵因素。受自然界蜘蛛網特殊結構啟發(fā),本文開展了空間飛網結構仿生設計和抓捕動力學研究,試圖揭示空間仿生飛網展開和碰撞過程的內在機理與影響因素,并開展了相應地面試驗驗證。（1）空間飛網仿生設計研究。對蜘蛛網優(yōu)良的抓捕、抗沖擊力學性能進行分析,結合蜘蛛網的蛛絲、結構特點和空間飛網的任務特點,從結構仿生的角度對空間飛網結構進行設計,通過設置不同軸向剛度徑線和周線形成非均勻飛網,并考慮其工程應用要素,提出了空心徑線粗繩對實心周線細繩進行收納和轉軸封貯的創(chuàng)新技術方案,設計了工程化織網方法。（2）仿生飛網展開機理分析。對繩段模型進行適用性分析,對仿生飛網的展開過程進行仿真,分析了其展開過程中的網形變化、質量塊狀態(tài)變化、能量變化和繩段張力變化,研究了仿生飛網展開過程中的牽引關系和內在機理,結果表明:仿生飛網通過質量塊牽引徑線、再有徑線牽引周線依次循序展開,載荷的傳遞路徑較為明確。（3）仿生飛網碰撞模型及碰撞機理分析。建立了剛體碰撞模型,重點應用Hertz碰撞方法和附加約束方法建立了飛網與剛體間的剛柔耦合碰撞模型,并分別基于兩種模型對仿生飛網與目標體間的碰撞過程進行了仿真和對比分析,進行了碰撞模型的相互驗證,研究了碰撞過程中的網形變化、質量塊收攏變化、能量變化、碰撞力變化和繩段張力變化,對仿生飛網的碰撞過程進行了機理分析,結果表明:飛網在碰撞作用下產生較好的包裹及質量塊聚攏效果,并在碰撞時刻經歷了劇烈的碰撞響應,且徑線在碰撞過程中承擔了主要的荷載。（4）仿生飛網抓捕因素分析。對仿生飛網展開和碰撞的抓捕過程進行了仿真,從飛網結構、發(fā)射參數和碰撞位置三個方面對仿生飛網抓捕過程進行因素分析,研究了網眼密度、質量塊與飛網質量比、徑線與周線權重比、發(fā)射角度、發(fā)射速度、抓捕距離和偏心距離對仿生飛網抓捕過程中網形、能量和力學性能的影響,并對其抓捕的有效性進行了分析。（5）地面碰撞試驗研究。設計并開展了空間飛網地面碰撞試驗,建立了地面碰撞試驗的動力學模型,對試驗數據和仿真結果進行了對比分析,驗證了碰撞動力學模型的可行性和有效性,基于碰撞模型研究了空間飛網碰撞力學特性,并對空間飛網的碰撞過程開展了天地差異性分析。本文參照蜘蛛網特殊結構提出了空間仿生飛網概念,為此開展了系統(tǒng)的機理分析,建立仿真和相關地面驗證試驗,研究成果不僅為空間飛網結構設計提供了新思路,也為空間飛網抓捕任務設計與工程實現提供了相關理論分析和建模仿真支持。
張韻[8]（2017）在《碎石堆小行星結構演化機理研究》文中研究說明小行星上蘊含著豐富的稀有礦物資源,并保存著太陽系形成初期的原始成分,是研究太陽系起源和演化歷史的活化石,具有極大的科學研究價值。隨著近十年來小行星探測熱潮的興起,對小行星的研究已從其軌道、形狀、旋轉狀態(tài)和光譜類型擴展到其結構演化機制和外力響應特性。其中,小行星碎石堆結構概念的提出,為所觀測到小行星的物理性質和天文現象提供了合理的解釋,但同時也對小行星探測任務及相關研究提出了諸多挑戰(zhàn)。本文從碎石堆結構的物理特性出發(fā),建立了高效并行樹結構引力N體-離散動力學模型,結合連續(xù)介質理論與沖擊動力學方法,對碎石堆小行星的結構穩(wěn)定性和動力學過程進行了研究。在針對YORP加速自旋效應開展的關于碎石堆小行星極限轉速和失效模式的研究方面,本文分別采用連續(xù)介質理論分析方法和離散動力學數值模擬方法,從不同角度分析了給定材料參數的碎石堆小行星在一定旋轉狀態(tài)下的應力分布特征,由此對碎石堆結構的失效模式和極限轉速進行推斷。提出了評估碎石堆離散元模型的極限轉速和結構強度的方法,為定量對比連續(xù)介質理論分析結果和離散動力學數值模擬結果提供了理論支撐。對比結果顯示,相比于連續(xù)介質理論,離散元方法在碎石堆小行星靜力學和動力學行為的研究中具有更強的適用性?；谏鲜鲅芯恐袑λ槭研⌒行亲孕铀傺莼^程的認識,本文以近地雙小行星系統(tǒng)65803 Didymos為例,通過離散動力學自旋加速模擬對其結構的動力學響應特性和蠕變穩(wěn)定性進行研究,建立了該系統(tǒng)主星的顆粒分布構型與失效條件、失效模式間的聯系,給出了其物理性質和材料參數的取值范圍,討論了類Didymos型雙小行星系統(tǒng)的形成機制。在碎石堆小行星撞擊演化動力學的研究方面,本文主要關注小行星軌道攝動力對撞擊噴射物質運動的作用。研究發(fā)現攝動力在近日點處增強,能夠提高撞擊事件中小行星的質量損失率。由此推知,在動能撞擊防御威脅小行星任務中,在近日點處實施撞擊效果最佳。據此,本文結合物質點法對兩種不同結構的小行星開展高速撞擊演化模擬,并分析撞擊后碎片對地球的威脅指數。結果顯示兩種結構的小行星均易在高速撞擊作用下破碎分解,所產生的部分逃逸碎片仍會撞擊地球。與完整結構相比,針對碎石堆結構小行星的撞擊防御的總體效果更好。所建立的研究方法有望用于未來小行星防御任務的撞擊條件選擇和撞擊結果預估。
許文[9]（2017）在《萬有引力定律及應用》文中研究說明【考情報告】【考向指南】萬有引力定律及其應用在近幾年高考全國卷中都有出現。這部分內容與高考相關的考題主要集中在萬有引力定律在天體運動中的應用及人造衛(wèi)星的考查上,通常還將天體運動與牛頓運動定律、圓周運動、功能關系等知識綜合成難度較大的試題。相關知識點現代科技結合緊密,對理論聯系實際的能力要求較高,
侯振東[10]（2017）在《內編隊引力參考敏感器構建的理論和方法研究》文中提出衛(wèi)星重力測量、天基引力波探測等空間引力探測任務的成功實施有賴于對非引力作用的有效剔除或精確測量。通過構造驗證質量塊的純引力軌道,內編隊引力參考敏感器有效剔除了非引力干擾的影響,為高精度的空間引力探測任務提供了關鍵支撐。位于航天器質心附近的內編隊引力參考敏感器主要由空腔結構、安裝在腔體內壁的位移敏感器和包含其間的球形驗證質量塊組成,利用驗證質量塊與腔體結構的相對位移測量信息驅動航天器緊密跟蹤驗證質量塊,來維持驗證質量塊的純引力飛行狀態(tài)。內編隊引力參考敏感器無需對驗證質量塊施加懸浮控制力,更容易達到極低的非引力干擾抑制水平,是最為理想的純引力軌道構造方式。本文以衛(wèi)星重力測量任務為牽引,針對構建內編隊引力參考敏感器亟需解決的相對測量和維持控制問題進行了系統(tǒng)研究,主要內容如下:對影響內編隊引力參考敏感器性能的主要因素進行了分析,建立了驗證質量塊非引力干擾的頻域指標分配模型,分別針對基于絕對軌道攝動的長波重力場測量和基于長基線相對軌道攝動的中高階重力場測量任務,進行了內編隊引力參考敏感器的指標分解。針對驗證質量塊的初始狀態(tài)捕獲和長波重力場測量任務需求,提出了基于光能探測陣列的相對測量系統(tǒng)概念,動態(tài)量程與腔體間隙相當,可達cm量級,精度優(yōu)于1mm。通過提取探測陣列的有效輸出單元中心坐標,給出了驗證質量塊的相對位移確定算法。分析了光壓干擾的頻譜分布,結果表明在光源周期性發(fā)光的工作模式下,測量干擾在10-11m/s2/（?）量級。構建了實驗系統(tǒng)對研制的相對測量實驗裝置進行了性能測試,結果表明,在以驗證質量塊標稱位置為中心,動態(tài)量程不小于±10mm的相對運動空間內,基于測量輸出的最大定位誤差為0.38mm。針對長基線相對軌道攝動重力場測量的高精度任務數據獲取需求,采用了基于基掩光能量敏感的相對位移測量方法。考慮敏感器的幾何布局,建立了驗證質量塊三位移與敏感器輸出的關系模型。設計了可解析求解驗證質量塊位移的“三正交”和“兩平行”敏感器布局方式。考慮測量光壓、靈敏度和動態(tài)量程指標,推導了敏感器的主要設計參數約束?；陔娮由⒘Ｔ肼曉u估了掩光能量測量的極限精度,給出了極限精度為0.09nm/（?）的敏感器設計參數。建立了光斑尺寸變化、光功率波動、光束發(fā)散角、光束中心顫振和指向偏角的誤差傳遞模型,并分析了球形邊緣效應和光束衍射效應對誤差傳遞關系的影響,結果表明建立的誤差傳遞模型在進行誤差預測時,準確度不低于19%。構建了掩光能量測量實驗系統(tǒng),實驗結果表明在5mHz～0.1Hz的任務頻段內,測量精度優(yōu)于1μm/（?）?？紤]驗證質量塊的球面波動、質心與形心偏差等球體加工誤差,研究了基于掩光能量測量信息的驗證質量塊質心相對位移確定方法?；谇蛑C函數級數描述的驗證質量塊質心到球面距離模型,建立了包含非理想球體特征的掩光能量測量信號模型。基于頻率辨識與測量信號擬合的思想,給出了等慣量驗證質量塊的質心位移確定方法,考慮到驗證質量塊較大的初始釋放偏差,設計了全控制過程的質心位移確定方案。仿真驗證了方法的有效性,結果表明在掩光能量測量精度為1nm/（?）、驗證質量塊轉動頻率～10Hz的條件下,球體質心位移確定精度在nm/（?）,有效剔除了 10nm量級的球面波動和100nm量級的質心偏差影響。研究了維持控制下的內編隊引力參考敏感器任務能力評估問題?？紤]航天器與驗證質量塊的耦合效應,建立了內編隊飛行的動力學模型。提出了基于H∞回路成形的魯棒維持控制方法,能夠滿足任務頻段內的非引力干擾抑制和球體質心位移確定指標要求。結合殘余非引力干擾大小和驗證質量塊相對位移測量精度,分析了內編隊引力參考敏感器支持下的長基線相對軌道攝動重力場測量任務能力。提出了內編隊引力參考敏感器在低軌導航衛(wèi)星方面的拓展應用概念,分析了殘余非引力干擾對自主軌道預報誤差的影響。結果表明,在非引力干擾的常值分量得到充分抑制、隨機分量為1×10-11m/s2的條件下,內編隊導航星的自主軌道預報可在三個月內保持m級精度。基于LQR控制律的仿真結果表明nm精度的高性能內編隊引力參考敏感器可顯著降低維持控制對航天器的功率和推進劑質量需求。
二、均質球體內萬有引力解析（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結構并詳細分析其設計過程。在該MMU結構中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內容查找的相聯存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結構映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉換過程,TLB結構組織等。該MMU結構將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現與確認事物間的因果關系。
文獻研究法：通過調查文獻來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據現有的科學理論和實踐的需要提出設計。
定性分析法：對研究對象進行“質”的方面的研究，這個方法需要計算的數據較少。
定量分析法：通過具體的數字，使人們對研究對象的認識進一步精確化。
跨學科研究法：運用多學科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。
功能分析法：這是社會科學用來分析社會現象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、均質球體內萬有引力解析（論文提綱范文）
（1）不同質量航天器在連續(xù)推力下快速協(xié)同交會探討（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符號說明 |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景及意義 |
| 1.2 國內外研究現狀 |
| 1.3 本文主要研究內容 |
| 第2章 航天器軌道動力學建模 |
| 2.1 二體問題模型 |
| 2.2 坐標系與狀態(tài)變量 |
| 2.2.1 常用坐標系 |
| 2.2.2 狀態(tài)向量 |
| 2.3 不同坐標系的航天器軌道動力學模型 |
| 2.3.1 慣性坐標系下的軌道動力學模型 |
| 2.3.2 經典軌道要素形式下的軌道動力學模型 |
| 2.4 航天器發(fā)動機推力模型 |
| 2.5 狀態(tài)變量單位無量綱化處理 |
| 第3章 最優(yōu)控制理論的應用 |
| 3.1 連續(xù)系統(tǒng)的龐特里亞金極值原理 |
| 3.2 航天器協(xié)同交會最優(yōu)控制模型 |
| 3.3 軌跡優(yōu)化方法 |
| 第4章 間接法求解最優(yōu)控制問題 |
| 4.1 解決燃料最優(yōu)bang-bang控制問題 |
| 4.1.1 平滑處理技術—同倫技術 |
| 4.1.2 新的開關函數 |
| 4.2 優(yōu)化算法的選擇 |
| 4.2.1 協(xié)態(tài)變量歸一化 |
| 4.2.2 約束處理算法 |
| 4.2.3 智能優(yōu)化算法 |
| 4.2.4 非線性最小二乘法 |
| 4.3 數值積分方法 |
| 4.4 間接法實現流程 |
| 第5章 質量不同的航天器在連續(xù)推力下快速遠程交會 |
| 5.1 橢圓共面連續(xù)推力模型優(yōu)化仿真 |
| 5.1.1 無時間限制 |
| 5.1.2 時間限制80TU |
| 5.1.3 時間限制50TU |
| 5.2 橢圓異面連續(xù)推力模型優(yōu)化仿真 |
| 5.2.1 無時間限制 |
| 5.2.2 時間限制80TU |
| 5.2.3 時間限制60TU |
| 5.3 連續(xù)小推力模型優(yōu)化仿真 |
| 5.4 橢圓共面燃料干預可行性研究 |
| 5.4.1 無時間限制 |
| 5.4.2 時間限制80TU |
| 第6章 結論與展望 |
| 6.1 工作總結 |
| 6.2 主要結論 |
| 6.3 研究展望 |
| 附錄 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 攻讀學位期間參與科研情況、論文發(fā)表及獲獎情況 |
| 學位論文評閱及答辯情況表 |
（2）火星探測器精密定軌定位與火衛(wèi)一低階重力場研究（論文提綱范文）
| 博士生自認為的論文創(chuàng)新點 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 選題背景 |
| 1.2 研究目標與內容 |
| 1.3 國內外研究現狀 |
| 1.3.1 火星探測現狀 |
| 1.3.2 火星探測器定軌軟件研究現狀 |
| 1.3.3 火衛(wèi)一研究現狀 |
| 1.4 主要研究內容 |
| 第二章 探測器定軌定位基本理論 |
| 2.1 時間系統(tǒng) |
| 2.1.1 常用時間系統(tǒng)定義 |
| 2.1.2 常用時間系統(tǒng)之間的轉換 |
| 2.2 坐標系統(tǒng) |
| 2.2.1 常用坐標系統(tǒng)定義 |
| 2.2.2 各坐標系統(tǒng)之間的轉換 |
| 2.3 探測器動力學模型 |
| 2.3.1 中心引力 |
| 2.3.2 非球形引力 |
| 2.3.3 三體攝動力 |
| 2.3.4 固體潮攝動力 |
| 2.3.5 相對論效應攝動力 |
| 2.3.6 太陽光壓攝動力 |
| 2.3.7 火星大氣阻力攝動力 |
| 2.3.8 火星反照輻射和紅外輻射攝動 |
| 2.3.9 有限推力模型 |
| 2.4 火星快車攝動力量級分析 |
| 2.5 測量模型 |
| 2.5.1 雙程測距 |
| 2.5.2 雙程測速 |
| 2.5.3 VLBI時延 |
| 2.6 精密定軌定位與重力場解算原理 |
| 2.6.1 單弧段計算原理 |
| 2.6.2 多弧段融合計算 |
| 2.7 本章小結 |
| 第三章 火星快車號探測器精密定軌 |
| 3.1 火星探測器精密定軌定位軟件 |
| 3.2 軟件測試 |
| 3.2.1 軟件內符合測試 |
| 3.2.2 交叉驗證測試 |
| 3.3 MEX精密定軌 |
| 3.3.1 短弧段精密定軌 |
| 3.3.2 長弧段精密定軌 |
| 3.4 本章小結 |
| 第四章 火衛(wèi)一重力場確定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本理論與方法 |
| 4.2.1 多普勒中的重力場信息 |
| 4.2.2 火衛(wèi)一重力場模型誤差源 |
| 4.2.3 火衛(wèi)一重力場反演方法 |
| 4.3 仿真實驗 |
| 4.3.1 仿真設置 |
| 4.3.2 火星快車飛掠仿真 |
| 4.3.3 近赤道軌道飛掠仿真 |
| 4.3.4 重力場仿真解算 |
| 4.4 MEX飛掠數據解算火衛(wèi)一重力場 |
| 4.4.1 數據描述 |
| 4.4.2 計算策略 |
| 4.4.3 計算結果與討論 |
| 4.5 本章小結 |
| 第五章 新型多探測器跟蹤模式定軌定位研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 同波束干涉測量 |
| 5.2.1 測量模型 |
| 5.2.2 SBI定軌定位仿真 |
| 5.3 四程多普勒測量 |
| 5.3.1 測量模型 |
| 5.3.2 四程多普勒定軌定位仿真 |
| 5.4 簡化四程多普勒測量 |
| 5.4.1 測量模型 |
| 5.4.2 仿真定軌定位實驗 |
| 5.5 綜合討論 |
| 5.6 本章小結 |
| 第六章 火星定向參數確定 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火星定向參數與坐標系統(tǒng) |
| 6.2.1 Pathfinder火星定向模型 |
| 6.2.2 IAU火星定向模型 |
| 6.3 DTE測量模型 |
| 6.3.1 DTE測量值與火星定向參數 |
| 6.3.2 偏導數計算 |
| 6.4 DTE仿真模擬 |
| 6.4.1 仿真模型 |
| 6.4.2 仿真結果 |
| 6.4.3 綜合分析 |
| 6.4.5 不同著陸器緯度對解算結果的影響 |
| 6.5 本章小結 |
| 第七章 總結與展望 |
| 7.1 本文工作總結 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 參考文獻 |
| 攻博期間發(fā)表的與學位論文相關的科研成果目錄 |
| 致謝 |
（3）云臺式PGK機構設計與彈道仿真（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.2 彈道修正彈發(fā)展現狀 |
| 1.2.1 鴨舵彈道修正執(zhí)行機構研究現狀 |
| 1.2.2 鴨舵式制導彈箭氣動特性研究現狀 |
| 1.2.3 鴨舵式制導彈箭彈道特性研究現狀 |
| 1.3 本文的研究背景 |
| 1.3.1 彈體結構圖 |
| 1.3.2 制導彈藥工作原理 |
| 1.4 本文主要內容 |
| 2 云臺式PGK機構設計與優(yōu)化 |
| 2.1 PGK工作原理 |
| 2.1.1 傳統(tǒng)低旋PGK工作原理 |
| 2.1.2 云臺式PGK工作原理 |
| 2.2 云臺式PGK機構設計 |
| 2.2.1 整體設計方案 |
| 2.2.2 驅動減速裝置設計 |
| 2.2.3 云臺機構設計 |
| 2.2.4 軸承選擇 |
| 2.2.5 舵翼翼型設計 |
| 2.3 云臺式PGK調控范圍 |
| 2.4 云臺式PGK結構仿真 |
| 2.5 本章小結 |
| 3 云臺式PGK翼型參數選取與彈丸氣動力參數計算 |
| 3.1 CFD基本理論 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 邊界條件 |
| 3.1.3 湍流模型理論 |
| 3.1.4 有限體積法 |
| 3.2 流場仿真與分析 |
| 3.2.1 生成網格 |
| 3.2.2 計算方法 |
| 3.3 計算結果及分析 |
| 3.3.1 舵翼翼型選取 |
| 3.3.2 舵翼參數選取 |
| 3.4 本章小結 |
| 4 云臺式PGK彈道修正火箭彈6DOF運動方程組 |
| 4.1 作用在火箭彈上的力和力矩 |
| 4.1.1 作用在火箭彈上的力 |
| 4.1.2 作用在火箭彈上的力矩 |
| 4.2 坐標系及坐標系間的轉換 |
| 4.2.1 常用坐標系 |
| 4.2.2 各坐標系之間的轉換關系 |
| 4.3 云臺式PGK彈道修正火箭彈6DOF運動方程組 |
| 4.3.1 云臺式PGK彈道修正火箭彈的操縱力與操縱力矩 |
| 4.3.2 火箭彈質心運動的動力學方程 |
| 4.3.3 火箭彈繞質心轉動的動力學方程 |
| 4.3.4 火箭彈質心的運動學方程 |
| 4.3.5 幾何關系方程 |
| 4.3.6 一般形式的控制關系方程 |
| 4.4 本章小結 |
| 5 火箭彈導引規(guī)律設計與全彈道仿真 |
| 5.1 落點預估導引法 |
| 5.1.1 落點預估導引法基本原理 |
| 5.1.2 預估落點計算剩余飛行時間 |
| 5.2 彈道仿真結果及分析 |
| 5.2.1 原型無控火箭彈飛行彈道仿真 |
| 5.2.2 修正彈飛行彈道仿真 |
| 5.3 精度分析 |
| 5.3.1 蒙特卡洛法打靶的應用 |
| 5.3.2 射擊精度分析計算 |
| 5.3.3 蒙特卡洛法打靶仿真結果分析 |
| 5.4 本章小結 |
| 6 總結與展望 |
| 6.1 本文主要工作總結 |
| 6.2 后續(xù)工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄 |
（4）水下重力輔助定位及重力圖導航適配性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題研究背景及意義 |
| 1.2 重力輔助導航系統(tǒng)的原理及組成 |
| 1.3 重力輔助導航技術的研究進展 |
| 1.3.1 重力輔助導航定位系統(tǒng)的研究進展 |
| 1.3.2 多源重力數據融合的研究進展 |
| 1.3.3 重力匹配定位算法的研究進展 |
| 1.3.4 重力圖導航適配性的研究進展 |
| 1.4 論文主要研究內容 |
| 第2章 多源重力異常數據融合方法研究 |
| 2.1 多源重力異常數據測量方法 |
| 2.1.1 衛(wèi)星測量重力異常方法 |
| 2.1.2 船測重力異常方法 |
| 2.1.3 DEM正演重力異常方法 |
| 2.1.4 全球重力場模型建立方法 |
| 2.2 基于離散小波變換的多源重力數據融合方法 |
| 2.2.1 小波分解頻率系數融合方法 |
| 2.2.2 小波分解層數及小波基函數選取 |
| 2.3 仿真實驗及分析 |
| 2.4 本章小結 |
| 第3章 重力輔助匹配定位算法研究 |
| 3.1 ICCP算法原理及實時ICCP算法性能分析 |
| 3.1.1 標準ICCP算法 |
| 3.1.2 實時ICCP算法 |
| 3.1.3 實時ICCP算法性能分析 |
| 3.2 優(yōu)化匹配序列長度的實時ICCP算法 |
| 3.2.1 基于黃金分割搜索的匹配序列長度調優(yōu)方法 |
| 3.2.2 減小最近等值點搜索范圍方法 |
| 3.2.3 優(yōu)化匹配序列長度的實時ICCP算法的計算步驟 |
| 3.3 仿真實驗及分析 |
| 3.3.1 實驗方法及算法參數設置 |
| 3.3.2 無重力異常測量噪聲時定位性能比較 |
| 3.3.3 重力異常測量噪聲對定位性能影響分析 |
| 3.3.4 INS誤差對定位性能影響分析 |
| 3.3.5 重力圖分辨率對定位性能影響分析 |
| 3.4 本章小結 |
| 第4章 基于投影尋蹤的重力圖導航適配性分析方法研究 |
| 4.1 重力圖導航適配性特征提取方法 |
| 4.1.1 重力圖轉換為灰度圖方法 |
| 4.1.2 灰度直方圖復雜度 |
| 4.1.3 重力異常變化梯度和 |
| 4.1.4 灰度共生矩陣 |
| 4.2 基于投影尋蹤的重力圖導航適配性分析方法 |
| 4.2.1 投影尋蹤模型建立步驟 |
| 4.2.2 最佳投影方向的獲取 |
| 4.3 重力圖導航適配性分析實驗 |
| 4.3.1 導航適配性特征的提取 |
| 4.3.2 導航適配性分析和驗證實驗 |
| 4.3.3 重力圖分辨率對導航適配性特征提取的影響及分析 |
| 4.3.4 灰度圖像的灰度級對導航適配性特征提取的影響及分析 |
| 4.4 本章小結 |
| 第5章 重力圖方向導航適配性分析方法研究 |
| 5.1 重力圖方向導航適配性特征圖的提取方法 |
| 5.1.1 二維Log-Gabor濾波器 |
| 5.1.2 基于Log-Gabor濾波器的重力圖方向導航適配性特征圖提取 |
| 5.1.3 重力圖方向導航適配性的分類標簽獲取方法 |
| 5.2 基于選擇性集成學習的方向導航適配性分析方法 |
| 5.2.1 集成學習 |
| 5.2.2 二進制引力場算法 |
| 5.2.3 基于二進制引力場算法的選擇性集成學習 |
| 5.2.4 投票機制的優(yōu)化方法 |
| 5.2.5 基于選擇性集成學習的方向導航適配性分析模型 |
| 5.3 重力圖方向導航適配性分析仿真實驗 |
| 5.3.1 Log-Gabor濾波器與Gabor濾波器比較 |
| 5.3.2 基于選擇性集成學習的方向導航適配性分析模型性能分析 |
| 5.4 本章小結 |
| 結論 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果 |
| 致謝 |
（5）參數非均質球體的力學問題及其在地球物理學中的應用（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題來源及研究的背景和意義 |
| 1.1.1 課題的來源 |
| 1.1.2 課題的研究背景和意義 |
| 1.2 國內外研究進展及現狀分析 |
| 1.2.1 國內外研究進展 |
| 1.2.2 國內外研究現狀的簡析 |
| 1.3 主要研究內容 |
| 1.3.1 非均質性球對稱問題 |
| 1.3.2 非均質性軸對稱問題 |
| 1.3.3 球對稱彈性地球模型 |
| 1.4 研究程序及方法 |
| 1.4.1 非均質性球對稱問題 |
| 1.4.2 非均質性軸對稱問題 |
| 1.4.3 球對稱彈性地球模型 |
| 第2章 非均質性球對稱問題的彈性力學解 |
| 2.1 非均質性球對稱彈性力學方程 |
| 2.1.1 均質性球對稱問題的彈性力學方程 |
| 2.1.2 非均質性球對稱問題的彈性力學方程 |
| 2.2 非均質性球對稱彈性力學問題及求解 |
| 2.2.1 常微分方程基礎 |
| 2.2.2 非均質性球對稱彈性力學問題的求解 |
| 2.2.3 非均質性球對稱問題解的退化形式及驗證 |
| 2.3 非均質性球對稱彈性力學問題的應用 |
| 2.3.1 球對稱功能梯度材料的設計 |
| 2.3.2 鐵電材料疇變的理論研究 |
| 2.3.3 地球內部結構模型的建立 |
| 2.4 本章小結 |
| 第3章 非均質性軸對稱問題的彈性力學解 |
| 3.1 均質性軸對稱彈性力學問題 |
| 3.1.1 球坐標系中軸對稱彈性力學問題 |
| 3.1.2 柱坐標系中軸對稱彈性力學問題 |
| 3.2 非均質性軸對稱彈性力學問題 |
| 3.2.1 非均質性軸對稱彈性力學基本方程 |
| 3.2.2 非均質性軸對稱彈性力學問題的求解 |
| 3.3 軸對稱球體問題的柱坐標解法 |
| 3.3.1 球體模型的柱坐標表達 |
| 3.3.2 非均質性軸對稱球體問題的柱坐標解答 |
| 3.4 本章小結 |
| 第4章 彈性地球內部結構模型的構建 |
| 4.1 球對稱彈性地球模型 |
| 4.1.1 地球內部物質的密度分布 |
| 4.1.2 地球內部地震波波速的分布與擬合 |
| 4.1.3 地球內部彈性常數的分布與擬合 |
| 4.2 球對稱彈性地球模型的驗證 |
| 4.2.1 地球質量的驗算 |
| 4.2.2 地球轉動慣量的驗算 |
| 4.2.3 地球模型中其他特征的驗算 |
| 4.3 軸對稱彈性地球模型 |
| 4.3.1 軸對稱自轉向心力 |
| 4.3.2 軸對稱地球模型簡析 |
| 4.4 地球內部結構模型的應用 |
| 4.4.1 地球章動 |
| 4.4.2 錢德勒擺動 |
| 4.5 地球力學模型的研究展望 |
| 4.6 本章小結 |
| 第5章 彈性地球內部結構模型的力學解 |
| 5.1 無體力球對稱彈性地球的力學解 |
| 5.1.1 無體力球對稱彈性地球的平衡方程 |
| 5.1.2 無體力球對稱彈性地球的分層求解 |
| 5.2 有體力球對稱彈性地球模型及其力學解 |
| 5.2.1 球對稱萬有引力 |
| 5.2.2 有體力球對稱彈性地球的分層求解 |
| 5.3 有、無體力球對稱模型的對比分析 |
| 5.4 本章小結 |
| 結論 |
| 參考文獻 |
| 附錄A 地球內部物質的參數分布 |
| 附錄B 文中數值計算涉及到的MATLAB源代碼 |
| B.1 四階Runge-Kutta法求解內核部分的無體力位移平衡方程 |
| B.2 四階Runge-Kutta法求解內核及下地幔部分的有體力位移平衡方程 |
| 致謝 |
（6）基于深度強化學習的跳躍式小行星探測器規(guī)劃策略研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題的研究背景和意義 |
| 1.2 國內外研究現狀及分析 |
| 1.2.1 國內外小行星探測研究現狀 |
| 1.2.2 國內外深度強化學習研究現狀 |
| 1.2.3 國內外文獻綜述簡析 |
| 1.3 本文主要研究內容 |
| 第2章 深度強化學習基礎理論 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 深度學習基礎理論 |
| 2.2.1 神經元模型 |
| 2.2.2 神經網絡結構 |
| 2.3 強化學習基礎理論 |
| 2.3.1 馬爾可夫決策過程 |
| 2.3.2 價值函數 |
| 2.4 深度強化學習——深度確定性策略梯度算法 |
| 2.4.1 確定性策略梯度算法 |
| 2.4.2 Actor-Critic算法 |
| 2.4.3 深度Q網絡 |
| 2.4.4 深度確定性策略梯度算法 |
| 2.5 本章小結 |
| 第3章 跳躍式小行星探測器建模與仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 跳躍式小行星探測器數學模型 |
| 3.2.1 動力學模型 |
| 3.2.2 連續(xù)接觸力碰撞模型 |
| 3.2.3 反作用飛輪模型 |
| 3.3 快速能量交換策略 |
| 3.3.1 策略分析 |
| 3.3.2 姿態(tài)控制 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 無控仿真 |
| 3.4.2 快速能量交換仿真 |
| 3.5 本章小結 |
| 第4章 不同地面條件下探測器碰撞運動規(guī)劃策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 深度確定性策略梯度算法建模 |
| 4.2.1 狀態(tài)空間與動作空間的表示 |
| 4.2.2 深度確定性策略梯度算法設計 |
| 4.2.3 獎賞函數設計 |
| 4.3 平坦地面環(huán)境碰撞運動規(guī)劃策略 |
| 4.3.1 模型訓練與仿真測試 |
| 4.3.2 小擾動地面環(huán)境條件下仿真測試與結論分析 |
| 4.4 傾斜地面環(huán)境碰撞運動規(guī)劃策略 |
| 4.4.1 傾斜地面建模 |
| 4.4.2 算法改進和獎賞函數設計 |
| 4.4.3 模型訓練與仿真測試 |
| 4.5 球形地面環(huán)境碰撞運動規(guī)劃策略 |
| 4.5.1 球形地面模型 |
| 4.5.2 狀態(tài)空間表示和獎賞值設計 |
| 4.5.3 模型訓練與仿真測試 |
| 4.6 本章小結 |
| 第5章 探測器飛輪卸載規(guī)劃策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探測器空中運動過程中的動量守恒分析 |
| 5.3 飛輪卸載規(guī)劃策略 |
| 5.3.1 狀態(tài)空間的表示 |
| 5.3.2 獎賞函數設計 |
| 5.4 模型訓練與測試 |
| 5.4.1 模型訓練 |
| 5.4.2 仿真測試 |
| 5.5 本章小結 |
| 結論 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
（7）空間飛網仿生設計與抓捕動力學研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景與目的 |
| 1.1.1 空間垃圾態(tài)勢 |
| 1.1.2 空間垃圾主動清除手段 |
| 1.1.3 空間垃圾主動清除手段對比分析 |
| 1.1.4 本文研究目的 |
| 1.2 繩網結構相關應用研究 |
| 1.2.1 漁網應用研究 |
| 1.2.2 回收/防護網應用研究 |
| 1.2.3 繩網空間應用研究 |
| 1.3 空間飛網抓捕相關動力學研究 |
| 1.3.1 繩索動力學 |
| 1.3.2 空間飛網展開動力學研究 |
| 1.3.3 空間飛網碰撞動力學研究 |
| 1.4 論文研究思路與主要研究內容 |
| 1.4.1 基本研究思路 |
| 1.4.2 論文組織結構與主要內容 |
| 1.4.3 主要創(chuàng)新點 |
| 第二章 空間飛網仿生設計 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 蜘蛛網對空間飛網設計的啟示 |
| 2.2.1 蜘蛛網研究啟示 |
| 2.2.2 仿生概念啟示 |
| 2.3 蜘蛛網性能分析 |
| 2.3.1 蜘蛛網蛛絲性能 |
| 2.3.2 蜘蛛網結構性能 |
| 2.3.3 空間飛網與蜘蛛網對比分析 |
| 2.4 空間飛網仿生設計 |
| 2.4.1 仿生飛網結構設計 |
| 2.4.2 仿生飛網自收納設計 |
| 2.4.3 仿生飛網編織方法 |
| 2.4.4 仿生飛網封貯方法 |
| 2.5 小結 |
| 第三章 仿生飛網展開機理分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 繩段模型適用性分析 |
| 3.2.1 向量式有限元索單元 |
| 3.2.2 基于絕對節(jié)點坐標的梁單元 |
| 3.2.3 算例仿真對比分析 |
| 3.3 仿生飛網展開機理分析 |
| 3.3.1 仿生飛網展開階段分析 |
| 3.3.2 仿生飛網展開網形分析 |
| 3.3.3 仿生飛網質量塊狀態(tài)分析 |
| 3.3.4 仿生飛網展開能量分析 |
| 3.3.5 仿生飛網展開過程繩段張力分析 |
| 3.4 小結 |
| 第四章 仿生飛網碰撞模型及碰撞機理分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 碰撞檢測 |
| 4.2.1 平面檢測 |
| 4.2.2 空間檢測 |
| 4.3 剛體碰撞模型 |
| 4.3.1 低速碰撞 |
| 4.3.2 高速碰撞 |
| 4.4 剛柔耦合碰撞模型 |
| 4.4.1 碰撞描述 |
| 4.4.2 Hertz碰撞力 |
| 4.4.3 基于附加約束方法的碰撞力 |
| 4.4.4 系統(tǒng)動力學方程 |
| 4.5 仿生飛網碰撞機理分析 |
| 4.5.1 仿生飛網碰撞網形分析 |
| 4.5.2 仿生飛網質量塊收攏分析 |
| 4.5.3 仿生飛網碰撞能量分析 |
| 4.5.4 仿生飛網碰撞力分析 |
| 4.5.5 仿生飛網碰撞過程繩段張力分析 |
| 4.6 小結 |
| 第五章 仿生飛網抓捕因素分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 仿生飛網結構因素分析 |
| 5.2.1 網眼密度 |
| 5.2.2 質量塊與飛網質量比 |
| 5.2.3 徑線與周線權重比 |
| 5.3 仿生飛網發(fā)射參數分析 |
| 5.3.1 發(fā)射角度 |
| 5.3.2 發(fā)射速度 |
| 5.4 仿生飛網碰撞位置分析 |
| 5.4.1 捕獲距離 |
| 5.4.2 偏心距離 |
| 5.5 小結 |
| 第六章 地面碰撞試驗研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 地面碰撞試驗 |
| 6.2.1 試驗方案 |
| 6.2.2 試驗參數及方法 |
| 6.2.3 試驗結果 |
| 6.3 地面碰撞仿真分析 |
| 6.3.1 地面碰撞仿真模型 |
| 6.3.2 碰撞仿真模型驗證 |
| 6.3.3 地面碰撞力學特性分析 |
| 6.4 碰撞過程天地差異性分析 |
| 6.4.1 動力學模型差異性 |
| 6.4.2 碰撞過程的網形差異性 |
| 6.4.3 碰撞過程的力學差異性 |
| 6.5 小結 |
| 第七章 結論與展望 |
| 7.1 論文主要工作總結 |
| 7.2 下一步研究展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 作者在學期間取得的學術成果 |
（8）碎石堆小行星結構演化機理研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符號對照表 |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景與意義 |
| 1.1.1 小行星的發(fā)現與探索 |
| 1.1.2 小行星的分布與演化 |
| 1.1.3 小行星的結構與演化 |
| 1.1.4 科學問題與研究意義 |
| 1.2 碎石堆小行星的研究現狀 |
| 1.2.1 碎石堆結構特點和動力學響應特性 |
| 1.2.2 碎石堆結構的研究方法評述 |
| 1.2.3 碎石堆結構的離散動力學模型研究現狀 |
| 1.3 本文的工作和創(chuàng)新點 |
| 1.3.1 本文的工作 |
| 1.3.2 主要創(chuàng)新點 |
| 第2章 碎石堆小行星離散動力學模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 顆粒接觸力學模型 |
| 2.2.1 法向接觸模型 |
| 2.2.2 切向接觸模型 |
| 2.2.3 粘附力模型 |
| 2.2.4 扭轉方向接觸模型 |
| 2.2.5 滾轉方向接觸模型 |
| 2.2.6 接觸模型參數討論 |
| 2.3 接觸模型有效性驗證：三軸壓縮試驗 |
| 2.3.1 試驗的基本原理 |
| 2.3.2 試驗設置及參數選取 |
| 2.3.3 試驗結果分析 |
| 2.4 引力N體積分方法 |
| 2.4.1 積分算法的選取 |
| 2.4.2 高效并行樹結構引力積分方法 |
| 2.5 離散動力學模型在小行星動力學領域的擴展應用 |
| 2.5.1 小行星離散元模型建模 |
| 2.5.2 多小行星系統(tǒng)動力學 |
| 2.5.3 不規(guī)則形狀小行星表面物質運動 |
| 2.6 本章小結 |
| 第3章 碎石堆小行星的極限轉速與失效模式 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于連續(xù)介質理論的失效條件分析 |
| 3.2.1 自引力旋轉橢球體應力分布 |
| 3.2.2 碎石堆結構的失效判據 |
| 3.2.3 極限轉速上限 |
| 3.2.4 極限轉速下限與失效模式 |
| 3.3 離散動力學數值模擬 |
| 3.3.1 模型描述及參數設置 |
| 3.3.2 碎石堆小行星多尺度分析方法 |
| 3.3.3 自旋加速模擬結果 |
| 3.4 基于離散元模型的失效條件評估方法 |
| 3.4.1 摩擦角?估值方法 |
| 3.4.2 粘附強度k估值方法 |
| 3.4.3 應力比分布與失效模式 |
| 3.5 離散元模擬結果與連續(xù)介質理論對比 |
| 3.5.1 應力分布特征對比 |
| 3.5.2 極限轉速對比 |
| 3.6 本章小結 |
| 第4章 小行星Didymos旋轉演化及物理性質分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 離散元模型設置 |
| 4.2.1 碎石堆模型 |
| 4.2.2 接觸模型參數設置 |
| 4.2.3 準靜態(tài)自旋加速路徑 |
| 4.3 三類臨界旋轉極限 |
| 4.3.1 第一類臨界旋轉速度：外形變化與物質脫落 |
| 4.3.2 第二類臨界旋轉速度：內部結構變形 |
| 4.3.3 第三類臨界旋轉速度：局部結構屈服 |
| 4.4 離散元模擬結果：標稱算例 |
| 4.4.1 HCP模型 |
| 4.4.2 RCP模型 |
| 4.4.3 RCPC模型 |
| 4.4.4 PP1模型 |
| 4.4.5 PP2模型 |
| 4.4.6 PPC模型 |
| 4.5 離散元模型設置的影響 |
| 4.5.1 體積密度的影響 |
| 4.5.2 自旋加速路徑的影響 |
| 4.5.3 摩擦阻力強度的影響 |
| 4.6 離散元模擬結果的啟示 |
| 4.6.1 三類臨界旋轉極限的意義 |
| 4.6.2 Didymos主星的可能物理性質 |
| 4.6.3 類Didymos型雙小行星系統(tǒng)形成機制分析 |
| 4.7 本章小結 |
| 第5章 碎石堆小行星撞擊演化動力學研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 橢圓型限制性三體問題運動方程 |
| 5.2.1 軌道相位的影響 |
| 5.2.2 軌道偏心率的影響 |
| 5.3 離散動力學數值模擬 |
| 5.3.1 模型描述及參數設置 |
| 5.3.2 低速撞擊試驗模擬結果 |
| 5.3.3 基于離散元模擬結果的撞擊特征參數分析 |
| 5.4 碎石堆小行星撞擊演化特性分析 |
| 5.5 動能撞擊防御潛在威脅小行星效果評估 |
| 5.5.1 分階段模擬數值方法介紹 |
| 5.5.2 小行星模型及防御問題的參數設置 |
| 5.5.3 高速撞擊數值模擬結果 |
| 5.6 本章小結 |
| 第6章 總結與展望 |
| 6.1 研究總結 |
| 6.2 研究展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果 |
（10）內編隊引力參考敏感器構建的理論和方法研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 課題背景和意義 |
| 1.1.1 課題來源 |
| 1.1.2 課題研究的目的和意義 |
| 1.2 國內外研究現狀 |
| 1.2.1 空間引力探測任務概況 |
| 1.2.2 內編隊引力參考敏感器構建的關鍵問題 |
| 1.2.3 驗證質量塊的相對位移測量技術 |
| 1.2.4 球形驗證質量塊的質心位移確定方法 |
| 1.2.5 純引力軌道維持控制方法 |
| 1.3 論文主要研究內容 |
| 第2章 內編隊引力參考敏感器機理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 內編隊引力參考敏感器性能的影響因素 |
| 2.2.1 相對測量精度的影響因素 |
| 2.2.2 非引力干擾的影響因素 |
| 2.3 非引力干擾的指標分配模型 |
| 2.3.1 干擾和測量誤差的傳播關系 |
| 2.3.2 驗證質量塊的非引力干擾 |
| 2.4 面向衛(wèi)星重力測量的指標分解 |
| 2.4.1 基于絕對軌道攝動的長波重力場測量 |
| 2.4.2 基于長基線相對軌道攝動的中高階重力場測量 |
| 2.5 本章小結 |
| 第3章 基于光能探測陣列的相對測量系統(tǒng)設計 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光能探測陣列相對測量系統(tǒng)的概念設計 |
| 3.2.1 相對測量原理 |
| 3.2.2 位置確定算法 |
| 3.2.3 驗證質量塊定位誤差分析 |
| 3.3 光壓干擾分析 |
| 3.3.1 輻射光壓建模 |
| 3.3.2 光壓干擾的功率譜分析 |
| 3.4 實驗系統(tǒng)設計與結果分析 |
| 3.4.1 相對測量實驗裝置 |
| 3.4.2 實驗系統(tǒng) |
| 3.4.3 標校實驗和精度評估 |
| 3.5 本章小結 |
| 第4章 驗證質量塊的掩光能量測量方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 驗證質量塊的掩光能量測量概念 |
| 4.3 測量信號模型 |
| 4.3.1 平行光束下的光信號模型 |
| 4.3.2 考慮光束發(fā)散角的光信號模型 |
| 4.3.3 二維位移與測量信號的關系模型 |
| 4.3.4 三維位移與測量信號的關系模型 |
| 4.4 敏感器系統(tǒng)設計 |
| 4.4.1 多敏感器布局設計 |
| 4.4.2 敏感器參數設計 |
| 4.5 敏感器誤差分析 |
| 4.5.1 極限測量精度 |
| 4.5.2 光斑尺寸變化 |
| 4.5.3 光功率波動 |
| 4.5.4 光束發(fā)散角 |
| 4.5.5 光束中心顫振 |
| 4.5.6 光束方向偏角 |
| 4.5.7 誤差綜合 |
| 4.5.8 測量信號模型偏差對誤差傳遞關系的影響 |
| 4.5.9 驗證質量塊三維位移的誤差預測 |
| 4.6 掩光能量測量方法的實驗驗證 |
| 4.6.1 實驗系統(tǒng)構建 |
| 4.6.2 標校實驗 |
| 4.6.3 誤差評估 |
| 4.7 本章小結 |
| 第5章 基于掩光能量測量的球體質心位移確定方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自由轉動下的球體表面半徑模型 |
| 5.2.1 驗證質量塊的轉動動力學 |
| 5.2.2 殘余力矩和能量耗散的影響 |
| 5.2.3 基于球諧函數級數的表面半徑模型 |
| 5.3 考慮非理想球體特征的測量輸出模型 |
| 5.3.1 球體質心與敏感器輸出的關系模型 |
| 5.3.2 敏感器輸出的頻率特性分析 |
| 5.4 基于頻率辨識與輸出擬合的質心位移確定方法 |
| 5.4.1 旋轉頻率的辨識方法 |
| 5.4.2 輸出信號的擬合方法 |
| 5.4.3 全控制過程的質心位移確定方案 |
| 5.4.4 球體轉動頻率對質心位移確定的影響 |
| 5.4.5 仿真分析 |
| 5.5 本章小結 |
| 第6章 內編隊引力參考敏感器的任務能力分析與評估 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 內編隊飛行的動力學分析 |
| 6.3 匹配頻域指標的魯棒維持控制方法 |
| 6.3.1 規(guī)范化互質因式擾動系統(tǒng)的魯棒鎮(zhèn)定理論 |
| 6.3.2 H∞回路成形法 |
| 6.3.3 頻域模型和模型不確定性分析 |
| 6.3.4 指標約束與開環(huán)頻率響應設計 |
| 6.4 衛(wèi)星重力測量的任務能力與平臺需求分析 |
| 6.4.1 維持控制律設計 |
| 6.4.2 地球重力場測量性能分析 |
| 6.4.3 維持控制對航天器平臺的需求分析 |
| 6.5 內編隊引力參考敏感器的拓展應用概念 |
| 6.5.1 自主軌道預報分析 |
| 6.5.2 維持控制設計與結果分析 |
| 6.6 本章小結 |
| 結論 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其他成果 |
| 致謝 |
| 個人簡歷 |
四、均質球體內萬有引力解析（論文參考文獻）
- [1]不同質量航天器在連續(xù)推力下快速協(xié)同交會探討[D]. 管凱顏. 山東大學, 2021(09)
- [2]火星探測器精密定軌定位與火衛(wèi)一低階重力場研究[D]. 楊軒. 武漢大學, 2020
- [3]云臺式PGK機構設計與彈道仿真[D]. 趙坤. 南京理工大學, 2020(01)
- [4]水下重力輔助定位及重力圖導航適配性研究[D]. 李芳明. 哈爾濱工程大學, 2020(04)
- [5]參數非均質球體的力學問題及其在地球物理學中的應用[D]. 周宇澄. 哈爾濱工業(yè)大學, 2019(02)
- [6]基于深度強化學習的跳躍式小行星探測器規(guī)劃策略研究[D]. 郭林杰. 哈爾濱工業(yè)大學, 2019(02)
- [7]空間飛網仿生設計與抓捕動力學研究[D]. 甄明. 國防科技大學, 2018(01)
- [8]碎石堆小行星結構演化機理研究[D]. 張韻. 清華大學, 2017(02)
- [9]萬有引力定律及應用[J]. 許文. 試題與研究, 2017(22)
- [10]內編隊引力參考敏感器構建的理論和方法研究[D]. 侯振東. 哈爾濱工業(yè)大學, 2017(01)
標簽：地球質量論文; 萬有引力論文; 系統(tǒng)仿真論文; 空間分析論文; 地球軌道論文;