一、均质球体内万有引力解析（论文文献综述）
管凯颜[1]（2021）在《不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨》文中认为航天器轨迹优化是贯穿航天器全寿命周期的重要问题,其研究对延长航天器在轨运行寿命,增大执行任务能力等,具有重要的实践意义。优化得到燃料或时间等性能指标更优的运行轨迹,可达到有效节省成本的目标。本文以航天器需快速完成交会任务为研究背景。交会方式共有两种:主被动交会与协同交会。在现有的空间活动中,当执行的空间交会任务有时间的限制,此时,虽然航天器可通过主被动交会完成航天任务,但主被动交会会面临两个问题:一是主动航天器在规定时间内是否有足够的优化空间;二是航天器燃料携带量是否能够支持整个交会任务。基于上述两个问题,本文将研究两航天器的协同交会问题。一直以来有关航天器协同交会的研究受限于质量相同（或接近）的航天器,对于质量不同的航天器由于在燃料最优控制的目标下显见以质量较轻的航天器机动更合理一些,在早期的相关研究中曾断言协同交会问题在质量不同的航天器之间是“没有意义的”。本文以燃料消耗最少为优化性能指标,研究两个航天器在质量不同时执行空间紧急任务,两种交会方式的不同表现。轨迹优化方法采用间接法,通过引入待定的拉格朗日乘子向量函数,利用庞特里亚金极值原理求解哈密顿函数极小值得到最优控制率以及控制变量受约束的两点边值问题,进而通过数值方法求解非线性方程。间接法虽然理论已经成熟,但要求解航天器协同交会轨迹优化问题还需要解决众多问题。其中,间接法需要求解打靶函数,但打靶函数对初值精度要求极高,因此需要采取一系列方法增大猜测值落在函数收敛域内的概率。对于上述问题,首先针对协态变量缺乏物理意义,且范围是不可知的问题,本文采用对协态变量归一化的方法将其限定在一个可知范围内。其后,采用QPSO算法与SQP算法串联使用的策略,一方面通过QPSO算法在可行区间内大范围寻优,结果作为SQP算法的迭代初值进行局部寻优,另一方面先通过QPSO算法初步寻优得到初始迭代点,可缓解SQP算法对初始点的敏感性,增大算法的收敛速度,得到更精确的打靶函数初值。最后将该初值作为迭代初始值,引入一种平滑处理技术—同伦技术对bang-bang控制问题进行平滑处理,令ε=1得到能量最优问题的初始值,让ε以指数递减的形式逐步迭代至ε=0的燃料最优问题,由此解决最优容许控制不连续问题。本文分别对共面和异面连续推力模型进行优化仿真,对应三种时间限制集合,即无时间限制（或足够长时间限制）、合理时间限制和短时间限制。仿真结果显示,当两个航天器质量不同情况下,当交会时间没有限制时,最优交会方式为主被动交会;在合理的时间限制内,最优交会方式以协同交会为更合理的方案,燃料消耗由两个航天器进行分担;当需要完成紧急空间任务,交会时间限制在短时间内,主被动交会通常无法完成交会,但协同交会虽然燃料消耗增加,但总能完成交会任务。航天器燃料携带量是有限制的,因此需要考虑质量轻的航天器是否有足够的燃料支持完成交会任务,本文探讨对航天器可消耗的燃料添加干预是否可行。仿真结果显示,通过对质量较轻的航天器施加燃料干预,总燃料消耗会有所增加,但能有效减少质量轻的航天器燃料消耗,让航天器燃料消耗量相比于燃料携带量更合理。
杨轩[2]（2020）在《火星探测器精密定轨定位与火卫一低阶重力场研究》文中指出本文以我国即将实施的火星探测任务为背景,系统地研究了火星探测器精密定轨定位理论、方法与实践。从火星轨道器精密定轨问题入手,重点对欧空局火星快车号探测器进行了相关研究。通过梳理定轨策略,全面的处理了火星快车多普勒跟踪数据,获得了高精度的火星快车重建轨道。同时在国际上首次融合处理多次火星快车飞掠火卫一期间的观测数据,提高了火卫一低阶重力场模型的精度。随后以着陆器定位问题为主线,利用仿真实验定量分析了三种新型测量模式的定轨定位结果,最后讨论了火星定向参数的解算原理和精度。论文的主要研究内容概括如下:（1）系统性梳理了火星探测器精密定轨定位理论,在现有平台的基础上,研制了一套火星探测器精密定轨定位软件,与国际上着名定轨软件GEODYN-II进行了严格的交叉验证测试,结果显示,该软件精度可靠,与GEODYN-II具有良好的一致性。随后从短弧段和长弧段定轨两个方面,处理了火星快车的双程测速数据。详细阐述了定轨策略,分析了火星快车动量轮卸载的处理方法。定轨结果符合火星快车事后精密轨道的精度范围,为后续其他火星探测器的轨道跟踪数据,特别是为我国火星探测器轨道跟踪数据的高精度处理提供了良好的基础。（2）针对火卫一重力场模型精度不足,难以满足其内部构造反演需要的问题,研究了火卫一重力场计算方法,首次综合处理了火星快车在2010和2013年飞掠火卫一期间的多普勒跟踪数据。通过充分利用现有模型的精度,采用附有先验约束的最小二乘法作为反演算法。结果显示,火卫一GM、C20和C22的精度较现有模型提高两到三倍,其中C20的计算值表明在95%置信区间下,火卫一内部分布不均匀,在赤道地区密度较大,极区密度较小。（3）针对未来火星多探测器间协同定轨定位问题,对三种新型多探测器跟踪模式进行了数值模拟分析。结果表明,结合传统双程多普勒数据与四程多普勒或简化的四程多普勒数据进行精密定轨,重建轨道的精度最高可提升一倍左右,着陆器位置精度稳定在分米级别。随机噪声为10 ps的同波束干涉测量值的加入并不能显着提高轨道器的定轨精度,但可提供数十米精度的着陆器位置结果。（4）研究讨论了直接对着陆器的射电跟踪测量,进行着陆器定位以及火星定向参数的解算精度。仿真实验结果表明对位于北纬20度的火星着陆器进行观测,最终岁差参数精度可较目前提高5到10倍,章动参数精度可达到10～30毫角秒,日长变化与钱德勒摆动参数精度可收敛至5～10毫角秒,这一精度水平可以满足研究火星内部结构与大气物质交换的需要。此外,通过分析不同纬度着陆器的解算结果,发现对于高纬度的着陆器来说,只进行速度测量会导致部分定向参数的解算精度受到较大影响,因此有必要进行距离测量来弥补速度测量的不足。
赵坤[3]（2020）在《云台式PGK机构设计与弹道仿真》文中研究表明为常规无控弹箭加装二维弹道修正引信,既可以保证其较低的成本,又可以显着提高其打击精度。其中采用PGK（Precision Guidance Kit）作为二维弹道修正引信来实现对弹箭的二维弹道修正是目前国内外争相研究的热点。当PGK应用于低旋弹箭时,PGK由电动机提供能源,经齿轮组减旋后驱动翼筒旋转,从而使翼筒可在惯性空间下保持不转,提供特定方向稳定的法向修正力,实现二维弹道修正。文中在综合分析了PGK工作特点,国内外的研究现状,以及实际工程应用需求的基础上,结合现有经验,发现应用于低旋弹箭的PGK存在的不足之处,提出一种新型的云台式PGK,并对云台式PGK机构进行设计和优化。利用有限元分析软件对云台式PGK关键零部件的结构强度进行了分析校核,保证其可靠性。在PGK机构设计完成后,利用CFD软件以国内107mm口径尾翼稳定火箭弹为平台,计算全弹气动力参数,分析全弹流场特性,选定升力舵的翼型,并对其具体参数进行优化设计。最终经计算分析确定升力舵翼型为NACA4508,翼展105mm,弦长38.5mm,后掠角35°,舵偏角3°,并总结出了PGK翼型选取的一般规律。此外还构建了云台式PGK弹道修正火箭弹低速滚转状态下的弹体运动六自由度弹道模型,并对全弹道进行仿真,分析云台式PGK的开环拉偏能力,以及对固定目标点射击时的弹道修正能力。并利用蒙特卡洛方法进行计算机数值仿真,分析云台式PGK弹道修正火箭弹的射击准确度和射击散布度。
李芳明[4]（2020）在《水下重力辅助定位及重力图导航适配性研究》文中研究指明惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）是潜航器最为依赖的导航定位设备。由于陀螺仪和加速度计等惯性器件的原因,INS的定位精度随时间而发散,需定期使用其他导航定位方法校正INS的定位误差。相比于GPS卫星定位、无线电定位和地形辅助定位等常用的INS误差校正方法,重力测量具有无源性,重力辅助定位在提供可靠精准的定位信息校正INS积累的定位误差的同时,有效保护了潜航器在行动过程中的隐蔽性。因此,重力辅助定位技术在军事上具有极高的应用价值。重力辅助定位系统可分为惯性导航系统、重力测量仪器、数字重力基准图和匹配定位算法四个主要部分,各组成部分的性能差异对重力辅助定位系统的性能有重要影响。本文以潜航器工作环境作为应用背景,结合地球重力场特点和重力辅助定位系统的应用需求,对影响重力辅助定位精度的各组成模块展开研究。重力基准图是重力辅助定位的基础,重力基准图中包含的重力特征是否丰富,重力基准图的分辨率是否满足需求,都会影响重力辅助定位系统的性能。论文阐述了卫星测量重力数据、船测重力数据、数字高程模型（Digital Elevaltion Model,DEM）正演重力数据和全球重力场模型等常用重力数据源的优缺点和数据处理方法。不同来源的重力数据反映了不同的重力信息,研究了基于离散小波变换的多源重力数据融合方法,分别设计了频率系数融合方法。通过实验,确认了小波分解的最优小波基函数和最佳分解层数。仿真实验表明,基于离散小波变换的多源重力数据融合方法,能够有效融合多源重力数据特征。匹配定位算法是重力辅助定位系统的重要组成部分,其性能优劣直接决定系统的定位效果。论文说明了迭代最近等值点算法（Iterative Closest Contour Point,ICCP）和实时ICCP算法的原理,现有实时ICCP算法的匹配序列长度根据经验设置,匹配序列的长度固定,无法在任意航迹上获得最佳定位精度,且在寻找最近等值点过程中,存在计算量较大的问题。针对这些问题,本文提出了一种优化匹配序列长度的实时ICCP算法。通过黄金分割搜索策略获得在当前重力异常序列下ICCP算法的最优序列长度;并使用Hausdorff距离优化ICCP算法在下次迭代过程中,搜索最近等值点的范围,减少ICCP算法在搜索最近等值点过程中的计算量。利用某型INS海上实测试验获得的数据,在不同的重力传感器测量噪声、不同的INS定位误差以及不同的重力图分辨率测试条件下,对比分析了现有的实时ICCP算法与本文方法定位性能。对比实验表明,本文方法在各个航迹上的定位精度,均高于实时ICCP算法可以获得的最高定位精度。重力基准图内重力异常的变化强度是影响匹配定位算法性能的一个重要因素,在重力异常变化剧烈的区域,匹配算法可取得良好的定位效果。水下载体尽量通过高导航适配性区域,是提高匹配算法定位精度的有效方法。本文基于投影寻踪模型和启发式优化算法,建立了重力图导航适配性分析模型。通过将重力图转换为灰度图,提出了采用图像纹理分析方法提取并分析重力图整体和局部导航适配性特征指标的方法。建立了基于多特征参数融合的投影寻踪模型,提出了一种引力场算法,并应用于获取投影寻踪模型的最佳投影方向,获取各重力图的导航适配性综合评估,并将该综合评估作为重力图的选择依据。验证了重力图导航适配性评估结果与ICCP算法的适配情况。仿真实验表明,ICCP算法在本文方法选择的重力图中的定位精度最高,航迹匹配效果最好。重力辅助导航系统的定位精度与水下载体在匹配区内的航向密切相关,水下载体沿不同航向的航线运动时,重力导航定位系统的定位性能存在差异。对于导航适配性一般的匹配区,可能存在导航适配性较好的方向。本文从图像识别分类的角度,对重力图的方向导航适配性分析进行研究。提出了通过Log-Gabor滤波器组获得重力图的多尺寸、多方向特征图的方法,提出了一种基于二进制引力场算法的选择性集成学习,并优化了基分类器的投票机制,建立了重力图方向导航适配性分析模型。本文方法可有效避免选取导航适配性特征和设置导航适配性评估阈值过程中的盲目性。对比实验结果表明,本文提出的方向导航适配性分析方法可以获得更高的准确率。
周宇澄[5]（2019）在《参数非均质球体的力学问题及其在地球物理学中的应用》文中研究说明本文分别给出了非均质性球对称问题和空间轴对称问题的解析通解,构建了地球内部各物理和力学参数由简洁的函数关系所表达的弹性地球分层结构模型,并给出了模型的弹性力学解。对于非均质性球对称问题的研究,推导了非均质性问题的位移控制方程。首先考虑了杨氏模量随半径指数分布的情形,给出了问题的解析解。其次考虑了杨氏模量随半径为一般线性规律变化的情形,采用常微分方程的幂级数解法给出了问题的级数解。文中对球对称万有引力的分布进行了计算,其中假设密度函数沿半径方向呈指数分布,并给出了有体力非齐次方程的解析位移解。对于非均质空间轴对称问题的研究,考虑杨氏模量为最一般分布的情形,采用弹性力学应力解法求解柱坐标系中的轴对称应力平衡方程,给出了无体力问题的解析通解,并探讨了轴对称球体问题在柱坐标系中的表示方法以及求解程序。作为非均质性球体问题的应用,文中对地球内部结构模型进行了探讨。首先通过对现有的地球物理学测量数据进行拟合得到了地球内部地震波波速的函数分布关系,进而得到了地球内部弹性常数沿深度分布的函数关系,构建出弹性地球的力学模型,并采用Runge-Kutta数值方法计算了在给定边界条件时杨氏模量二次多项式分布情形的分层球对称问题,分别得到了考虑万有引力体力和不考虑体力时的弹性力学数值解。同时文中对构建的弹性地球内部结构模型从几个不同的方面进行了验证,包括地球的质量、转动惯量和各分层的地震波波速以及密度分布等。探究了考虑轴对称自转向心力时构建轴对称地球模型的程序和方法,同时也讨论了地球结构模型的几个实际应用以及还可以改进的地方。
郭林杰[6]（2019）在《基于深度强化学习的跳跃式小行星探测器规划策略研究》文中研究表明随着科学技术的不断发展,小行星探测逐渐成为深空探测领域的一个较新的热门方向,因人们对小行星知之甚少,所以对其进行全方位的探测就显得尤为重要,其中就包括表面现场探测。小行星在体积和质量方面都比行星小得多,其微重力引力场环境给现阶段常用的车轮式探测器带来了极大的挑战,因此提出了采用跳跃式探测器来执行小行星表面的探测任务。目前,国内外对小行星着陆探测器的研究还处在初期阶段,其中更鲜有对探测器连续多次跳跃过程进行规划策略的研究。由于深度强化学习同时具备深度学习对事物的感知表达能力和强化学习对解决问题策略的学习能力,所以结合深度确定性策略梯度算法设计相应的神经网络对小行星探测器跳跃的完整过程进行规划。论文主要内容如下:首先对跳跃式小行星探测器进行了基础建模,并提出了一种简单的快速能量交换策略,旨在验证探测器能够通过碰撞过程实现能量转化。之后在结合深度确定性梯度算法的基础上进行神经网络和奖赏函数的设计,在不考虑飞轮控制能力的情况下对探测器碰撞运动规划策略进行学习,并在测试中有很好的表现。同时为了测试神经网络学到的探测器碰撞运动规划策略在小干扰地面环境下的鲁棒性,又将其在小角度斜面和随机土壤信息的两种环境下进行了测试,也都表现出了优秀的性能。为了研究探测器运动过程的爬坡能力,在较大角度斜面的环境下对神经网络结构进行了改进设计,将斜面信息作为单独的输入,结合到探测器碰撞运动规划策略中,对完成训练的新神经网络进行不同角度的斜面环境测试,同时对比测试原神经网络在相同斜面环境下的表现情况,两者性能变化整体趋势都随倾斜角度的增大而下降,但在大角度的斜面环境下,新神经网络的性能明显优于原神经网络。另外对神经网络在球形地面环境下进行了建模、训练与测试,即使改变了探测器状态空间的表示方式,仍然不影响其碰撞运动规划策略的学习。考虑飞轮控制能力,将飞轮信息作为探测器状态空间的一部分输入到神经网络中进行学习,发现其很难学到碰撞运动规划策略和飞轮控制能力之间的平衡关系,因此提出了一种飞轮卸载规划策略,在探测器与地面碰撞的过程中对飞轮进行卸载处理。通过对状态空间和奖赏函数的重新设计,神经网络能够较好地学到飞轮卸载规划策略,同时在运动范围指标中也表现良好。
甄明[7]（2018）在《空间飞网仿生设计与抓捕动力学研究》文中指出空间碎片碰撞威胁和废弃地球静止轨道（GEO）卫星占据稀缺轨位是当前人类航天发展面临的重大紧迫问题,急需发展针对空间碎片和废弃GEO卫星的轨道主动清除技术。由柔性绳索编织的空间飞网结构简单,成本低,提供远距离和可容错抓捕,降低了抓捕任务中的碰撞风险,尤其适合空间非合作目标抓捕,代表了轨道主动移除技术最新发展。空间飞网结构构型和展开及碰撞动力学是影响抓捕任务的关键因素。受自然界蜘蛛网特殊结构启发,本文开展了空间飞网结构仿生设计和抓捕动力学研究,试图揭示空间仿生飞网展开和碰撞过程的内在机理与影响因素,并开展了相应地面试验验证。（1）空间飞网仿生设计研究。对蜘蛛网优良的抓捕、抗冲击力学性能进行分析,结合蜘蛛网的蛛丝、结构特点和空间飞网的任务特点,从结构仿生的角度对空间飞网结构进行设计,通过设置不同轴向刚度径线和周线形成非均匀飞网,并考虑其工程应用要素,提出了空心径线粗绳对实心周线细绳进行收纳和转轴封贮的创新技术方案,设计了工程化织网方法。（2）仿生飞网展开机理分析。对绳段模型进行适用性分析,对仿生飞网的展开过程进行仿真,分析了其展开过程中的网形变化、质量块状态变化、能量变化和绳段张力变化,研究了仿生飞网展开过程中的牵引关系和内在机理,结果表明:仿生飞网通过质量块牵引径线、再有径线牵引周线依次循序展开,载荷的传递路径较为明确。（3）仿生飞网碰撞模型及碰撞机理分析。建立了刚体碰撞模型,重点应用Hertz碰撞方法和附加约束方法建立了飞网与刚体间的刚柔耦合碰撞模型,并分别基于两种模型对仿生飞网与目标体间的碰撞过程进行了仿真和对比分析,进行了碰撞模型的相互验证,研究了碰撞过程中的网形变化、质量块收拢变化、能量变化、碰撞力变化和绳段张力变化,对仿生飞网的碰撞过程进行了机理分析,结果表明:飞网在碰撞作用下产生较好的包裹及质量块聚拢效果,并在碰撞时刻经历了剧烈的碰撞响应,且径线在碰撞过程中承担了主要的荷载。（4）仿生飞网抓捕因素分析。对仿生飞网展开和碰撞的抓捕过程进行了仿真,从飞网结构、发射参数和碰撞位置三个方面对仿生飞网抓捕过程进行因素分析,研究了网眼密度、质量块与飞网质量比、径线与周线权重比、发射角度、发射速度、抓捕距离和偏心距离对仿生飞网抓捕过程中网形、能量和力学性能的影响,并对其抓捕的有效性进行了分析。（5）地面碰撞试验研究。设计并开展了空间飞网地面碰撞试验,建立了地面碰撞试验的动力学模型,对试验数据和仿真结果进行了对比分析,验证了碰撞动力学模型的可行性和有效性,基于碰撞模型研究了空间飞网碰撞力学特性,并对空间飞网的碰撞过程开展了天地差异性分析。本文参照蜘蛛网特殊结构提出了空间仿生飞网概念,为此开展了系统的机理分析,建立仿真和相关地面验证试验,研究成果不仅为空间飞网结构设计提供了新思路,也为空间飞网抓捕任务设计与工程实现提供了相关理论分析和建模仿真支持。
张韵[8]（2017）在《碎石堆小行星结构演化机理研究》文中研究说明小行星上蕴含着丰富的稀有矿物资源,并保存着太阳系形成初期的原始成分,是研究太阳系起源和演化历史的活化石,具有极大的科学研究价值。随着近十年来小行星探测热潮的兴起,对小行星的研究已从其轨道、形状、旋转状态和光谱类型扩展到其结构演化机制和外力响应特性。其中,小行星碎石堆结构概念的提出,为所观测到小行星的物理性质和天文现象提供了合理的解释,但同时也对小行星探测任务及相关研究提出了诸多挑战。本文从碎石堆结构的物理特性出发,建立了高效并行树结构引力N体-离散动力学模型,结合连续介质理论与冲击动力学方法,对碎石堆小行星的结构稳定性和动力学过程进行了研究。在针对YORP加速自旋效应开展的关于碎石堆小行星极限转速和失效模式的研究方面,本文分别采用连续介质理论分析方法和离散动力学数值模拟方法,从不同角度分析了给定材料参数的碎石堆小行星在一定旋转状态下的应力分布特征,由此对碎石堆结构的失效模式和极限转速进行推断。提出了评估碎石堆离散元模型的极限转速和结构强度的方法,为定量对比连续介质理论分析结果和离散动力学数值模拟结果提供了理论支撑。对比结果显示,相比于连续介质理论,离散元方法在碎石堆小行星静力学和动力学行为的研究中具有更强的适用性。基于上述研究中对碎石堆小行星自旋加速演化过程的认识,本文以近地双小行星系统65803 Didymos为例,通过离散动力学自旋加速模拟对其结构的动力学响应特性和蠕变稳定性进行研究,建立了该系统主星的颗粒分布构型与失效条件、失效模式间的联系,给出了其物理性质和材料参数的取值范围,讨论了类Didymos型双小行星系统的形成机制。在碎石堆小行星撞击演化动力学的研究方面,本文主要关注小行星轨道摄动力对撞击喷射物质运动的作用。研究发现摄动力在近日点处增强,能够提高撞击事件中小行星的质量损失率。由此推知,在动能撞击防御威胁小行星任务中,在近日点处实施撞击效果最佳。据此,本文结合物质点法对两种不同结构的小行星开展高速撞击演化模拟,并分析撞击后碎片对地球的威胁指数。结果显示两种结构的小行星均易在高速撞击作用下破碎分解,所产生的部分逃逸碎片仍会撞击地球。与完整结构相比,针对碎石堆结构小行星的撞击防御的总体效果更好。所建立的研究方法有望用于未来小行星防御任务的撞击条件选择和撞击结果预估。
许文[9]（2017）在《万有引力定律及应用》文中研究说明【考情报告】【考向指南】万有引力定律及其应用在近几年高考全国卷中都有出现。这部分内容与高考相关的考题主要集中在万有引力定律在天体运动中的应用及人造卫星的考查上,通常还将天体运动与牛顿运动定律、圆周运动、功能关系等知识综合成难度较大的试题。相关知识点现代科技结合紧密,对理论联系实际的能力要求较高,
侯振东[10]（2017）在《内编队引力参考敏感器构建的理论和方法研究》文中提出卫星重力测量、天基引力波探测等空间引力探测任务的成功实施有赖于对非引力作用的有效剔除或精确测量。通过构造验证质量块的纯引力轨道,内编队引力参考敏感器有效剔除了非引力干扰的影响,为高精度的空间引力探测任务提供了关键支撑。位于航天器质心附近的内编队引力参考敏感器主要由空腔结构、安装在腔体内壁的位移敏感器和包含其间的球形验证质量块组成,利用验证质量块与腔体结构的相对位移测量信息驱动航天器紧密跟踪验证质量块,来维持验证质量块的纯引力飞行状态。内编队引力参考敏感器无需对验证质量块施加悬浮控制力,更容易达到极低的非引力干扰抑制水平,是最为理想的纯引力轨道构造方式。本文以卫星重力测量任务为牵引,针对构建内编队引力参考敏感器亟需解决的相对测量和维持控制问题进行了系统研究,主要内容如下:对影响内编队引力参考敏感器性能的主要因素进行了分析,建立了验证质量块非引力干扰的频域指标分配模型,分别针对基于绝对轨道摄动的长波重力场测量和基于长基线相对轨道摄动的中高阶重力场测量任务,进行了内编队引力参考敏感器的指标分解。针对验证质量块的初始状态捕获和长波重力场测量任务需求,提出了基于光能探测阵列的相对测量系统概念,动态量程与腔体间隙相当,可达cm量级,精度优于1mm。通过提取探测阵列的有效输出单元中心坐标,给出了验证质量块的相对位移确定算法。分析了光压干扰的频谱分布,结果表明在光源周期性发光的工作模式下,测量干扰在10-11m/s2/（?）量级。构建了实验系统对研制的相对测量实验装置进行了性能测试,结果表明,在以验证质量块标称位置为中心,动态量程不小于±10mm的相对运动空间内,基于测量输出的最大定位误差为0.38mm。针对长基线相对轨道摄动重力场测量的高精度任务数据获取需求,采用了基于基掩光能量敏感的相对位移测量方法。考虑敏感器的几何布局,建立了验证质量块三位移与敏感器输出的关系模型。设计了可解析求解验证质量块位移的“三正交”和“两平行”敏感器布局方式。考虑测量光压、灵敏度和动态量程指标,推导了敏感器的主要设计参数约束。基于电子散粒噪声评估了掩光能量测量的极限精度,给出了极限精度为0.09nm/（?）的敏感器设计参数。建立了光斑尺寸变化、光功率波动、光束发散角、光束中心颤振和指向偏角的误差传递模型,并分析了球形边缘效应和光束衍射效应对误差传递关系的影响,结果表明建立的误差传递模型在进行误差预测时,准确度不低于19%。构建了掩光能量测量实验系统,实验结果表明在5mHz～0.1Hz的任务频段内,测量精度优于1μm/（?）。考虑验证质量块的球面波动、质心与形心偏差等球体加工误差,研究了基于掩光能量测量信息的验证质量块质心相对位移确定方法。基于球谐函数级数描述的验证质量块质心到球面距离模型,建立了包含非理想球体特征的掩光能量测量信号模型。基于频率辨识与测量信号拟合的思想,给出了等惯量验证质量块的质心位移确定方法,考虑到验证质量块较大的初始释放偏差,设计了全控制过程的质心位移确定方案。仿真验证了方法的有效性,结果表明在掩光能量测量精度为1nm/（?）、验证质量块转动频率～10Hz的条件下,球体质心位移确定精度在nm/（?）,有效剔除了 10nm量级的球面波动和100nm量级的质心偏差影响。研究了维持控制下的内编队引力参考敏感器任务能力评估问题。考虑航天器与验证质量块的耦合效应,建立了内编队飞行的动力学模型。提出了基于H∞回路成形的鲁棒维持控制方法,能够满足任务频段内的非引力干扰抑制和球体质心位移确定指标要求。结合残余非引力干扰大小和验证质量块相对位移测量精度,分析了内编队引力参考敏感器支持下的长基线相对轨道摄动重力场测量任务能力。提出了内编队引力参考敏感器在低轨导航卫星方面的拓展应用概念,分析了残余非引力干扰对自主轨道预报误差的影响。结果表明,在非引力干扰的常值分量得到充分抑制、随机分量为1×10-11m/s2的条件下,内编队导航星的自主轨道预报可在三个月内保持m级精度。基于LQR控制律的仿真结果表明nm精度的高性能内编队引力参考敏感器可显着降低维持控制对航天器的功率和推进剂质量需求。
二、均质球体内万有引力解析（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、均质球体内万有引力解析（论文提纲范文）
（1）不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 航天器轨道动力学建模 |
| 2.1 二体问题模型 |
| 2.2 坐标系与状态变量 |
| 2.2.1 常用坐标系 |
| 2.2.2 状态向量 |
| 2.3 不同坐标系的航天器轨道动力学模型 |
| 2.3.1 惯性坐标系下的轨道动力学模型 |
| 2.3.2 经典轨道要素形式下的轨道动力学模型 |
| 2.4 航天器发动机推力模型 |
| 2.5 状态变量单位无量纲化处理 |
| 第3章 最优控制理论的应用 |
| 3.1 连续系统的庞特里亚金极值原理 |
| 3.2 航天器协同交会最优控制模型 |
| 3.3 轨迹优化方法 |
| 第4章 间接法求解最优控制问题 |
| 4.1 解决燃料最优bang-bang控制问题 |
| 4.1.1 平滑处理技术—同伦技术 |
| 4.1.2 新的开关函数 |
| 4.2 优化算法的选择 |
| 4.2.1 协态变量归一化 |
| 4.2.2 约束处理算法 |
| 4.2.3 智能优化算法 |
| 4.2.4 非线性最小二乘法 |
| 4.3 数值积分方法 |
| 4.4 间接法实现流程 |
| 第5章 质量不同的航天器在连续推力下快速远程交会 |
| 5.1 椭圆共面连续推力模型优化仿真 |
| 5.1.1 无时间限制 |
| 5.1.2 时间限制80TU |
| 5.1.3 时间限制50TU |
| 5.2 椭圆异面连续推力模型优化仿真 |
| 5.2.1 无时间限制 |
| 5.2.2 时间限制80TU |
| 5.2.3 时间限制60TU |
| 5.3 连续小推力模型优化仿真 |
| 5.4 椭圆共面燃料干预可行性研究 |
| 5.4.1 无时间限制 |
| 5.4.2 时间限制80TU |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要结论 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参与科研情况、论文发表及获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）火星探测器精密定轨定位与火卫一低阶重力场研究（论文提纲范文）
| 博士生自认为的论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究目标与内容 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 火星探测现状 |
| 1.3.2 火星探测器定轨软件研究现状 |
| 1.3.3 火卫一研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 探测器定轨定位基本理论 |
| 2.1 时间系统 |
| 2.1.1 常用时间系统定义 |
| 2.1.2 常用时间系统之间的转换 |
| 2.2 坐标系统 |
| 2.2.1 常用坐标系统定义 |
| 2.2.2 各坐标系统之间的转换 |
| 2.3 探测器动力学模型 |
| 2.3.1 中心引力 |
| 2.3.2 非球形引力 |
| 2.3.3 三体摄动力 |
| 2.3.4 固体潮摄动力 |
| 2.3.5 相对论效应摄动力 |
| 2.3.6 太阳光压摄动力 |
| 2.3.7 火星大气阻力摄动力 |
| 2.3.8 火星反照辐射和红外辐射摄动 |
| 2.3.9 有限推力模型 |
| 2.4 火星快车摄动力量级分析 |
| 2.5 测量模型 |
| 2.5.1 双程测距 |
| 2.5.2 双程测速 |
| 2.5.3 VLBI时延 |
| 2.6 精密定轨定位与重力场解算原理 |
| 2.6.1 单弧段计算原理 |
| 2.6.2 多弧段融合计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 火星快车号探测器精密定轨 |
| 3.1 火星探测器精密定轨定位软件 |
| 3.2 软件测试 |
| 3.2.1 软件内符合测试 |
| 3.2.2 交叉验证测试 |
| 3.3 MEX精密定轨 |
| 3.3.1 短弧段精密定轨 |
| 3.3.2 长弧段精密定轨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 火卫一重力场确定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本理论与方法 |
| 4.2.1 多普勒中的重力场信息 |
| 4.2.2 火卫一重力场模型误差源 |
| 4.2.3 火卫一重力场反演方法 |
| 4.3 仿真实验 |
| 4.3.1 仿真设置 |
| 4.3.2 火星快车飞掠仿真 |
| 4.3.3 近赤道轨道飞掠仿真 |
| 4.3.4 重力场仿真解算 |
| 4.4 MEX飞掠数据解算火卫一重力场 |
| 4.4.1 数据描述 |
| 4.4.2 计算策略 |
| 4.4.3 计算结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 新型多探测器跟踪模式定轨定位研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 同波束干涉测量 |
| 5.2.1 测量模型 |
| 5.2.2 SBI定轨定位仿真 |
| 5.3 四程多普勒测量 |
| 5.3.1 测量模型 |
| 5.3.2 四程多普勒定轨定位仿真 |
| 5.4 简化四程多普勒测量 |
| 5.4.1 测量模型 |
| 5.4.2 仿真定轨定位实验 |
| 5.5 综合讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 火星定向参数确定 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火星定向参数与坐标系统 |
| 6.2.1 Pathfinder火星定向模型 |
| 6.2.2 IAU火星定向模型 |
| 6.3 DTE测量模型 |
| 6.3.1 DTE测量值与火星定向参数 |
| 6.3.2 偏导数计算 |
| 6.4 DTE仿真模拟 |
| 6.4.1 仿真模型 |
| 6.4.2 仿真结果 |
| 6.4.3 综合分析 |
| 6.4.5 不同着陆器纬度对解算结果的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的与学位论文相关的科研成果目录 |
| 致谢 |
（3）云台式PGK机构设计与弹道仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 弹道修正弹发展现状 |
| 1.2.1 鸭舵弹道修正执行机构研究现状 |
| 1.2.2 鸭舵式制导弹箭气动特性研究现状 |
| 1.2.3 鸭舵式制导弹箭弹道特性研究现状 |
| 1.3 本文的研究背景 |
| 1.3.1 弹体结构图 |
| 1.3.2 制导弹药工作原理 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 2 云台式PGK机构设计与优化 |
| 2.1 PGK工作原理 |
| 2.1.1 传统低旋PGK工作原理 |
| 2.1.2 云台式PGK工作原理 |
| 2.2 云台式PGK机构设计 |
| 2.2.1 整体设计方案 |
| 2.2.2 驱动减速装置设计 |
| 2.2.3 云台机构设计 |
| 2.2.4 轴承选择 |
| 2.2.5 舵翼翼型设计 |
| 2.3 云台式PGK调控范围 |
| 2.4 云台式PGK结构仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 云台式PGK翼型参数选取与弹丸气动力参数计算 |
| 3.1 CFD基本理论 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.1.3 湍流模型理论 |
| 3.1.4 有限体积法 |
| 3.2 流场仿真与分析 |
| 3.2.1 生成网格 |
| 3.2.2 计算方法 |
| 3.3 计算结果及分析 |
| 3.3.1 舵翼翼型选取 |
| 3.3.2 舵翼参数选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 云台式PGK弹道修正火箭弹6DOF运动方程组 |
| 4.1 作用在火箭弹上的力和力矩 |
| 4.1.1 作用在火箭弹上的力 |
| 4.1.2 作用在火箭弹上的力矩 |
| 4.2 坐标系及坐标系间的转换 |
| 4.2.1 常用坐标系 |
| 4.2.2 各坐标系之间的转换关系 |
| 4.3 云台式PGK弹道修正火箭弹6DOF运动方程组 |
| 4.3.1 云台式PGK弹道修正火箭弹的操纵力与操纵力矩 |
| 4.3.2 火箭弹质心运动的动力学方程 |
| 4.3.3 火箭弹绕质心转动的动力学方程 |
| 4.3.4 火箭弹质心的运动学方程 |
| 4.3.5 几何关系方程 |
| 4.3.6 一般形式的控制关系方程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 火箭弹导引规律设计与全弹道仿真 |
| 5.1 落点预估导引法 |
| 5.1.1 落点预估导引法基本原理 |
| 5.1.2 预估落点计算剩余飞行时间 |
| 5.2 弹道仿真结果及分析 |
| 5.2.1 原型无控火箭弹飞行弹道仿真 |
| 5.2.2 修正弹飞行弹道仿真 |
| 5.3 精度分析 |
| 5.3.1 蒙特卡洛法打靶的应用 |
| 5.3.2 射击精度分析计算 |
| 5.3.3 蒙特卡洛法打靶仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）水下重力辅助定位及重力图导航适配性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 重力辅助导航系统的原理及组成 |
| 1.3 重力辅助导航技术的研究进展 |
| 1.3.1 重力辅助导航定位系统的研究进展 |
| 1.3.2 多源重力数据融合的研究进展 |
| 1.3.3 重力匹配定位算法的研究进展 |
| 1.3.4 重力图导航适配性的研究进展 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 多源重力异常数据融合方法研究 |
| 2.1 多源重力异常数据测量方法 |
| 2.1.1 卫星测量重力异常方法 |
| 2.1.2 船测重力异常方法 |
| 2.1.3 DEM正演重力异常方法 |
| 2.1.4 全球重力场模型建立方法 |
| 2.2 基于离散小波变换的多源重力数据融合方法 |
| 2.2.1 小波分解频率系数融合方法 |
| 2.2.2 小波分解层数及小波基函数选取 |
| 2.3 仿真实验及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 重力辅助匹配定位算法研究 |
| 3.1 ICCP算法原理及实时ICCP算法性能分析 |
| 3.1.1 标准ICCP算法 |
| 3.1.2 实时ICCP算法 |
| 3.1.3 实时ICCP算法性能分析 |
| 3.2 优化匹配序列长度的实时ICCP算法 |
| 3.2.1 基于黄金分割搜索的匹配序列长度调优方法 |
| 3.2.2 减小最近等值点搜索范围方法 |
| 3.2.3 优化匹配序列长度的实时ICCP算法的计算步骤 |
| 3.3 仿真实验及分析 |
| 3.3.1 实验方法及算法参数设置 |
| 3.3.2 无重力异常测量噪声时定位性能比较 |
| 3.3.3 重力异常测量噪声对定位性能影响分析 |
| 3.3.4 INS误差对定位性能影响分析 |
| 3.3.5 重力图分辨率对定位性能影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于投影寻踪的重力图导航适配性分析方法研究 |
| 4.1 重力图导航适配性特征提取方法 |
| 4.1.1 重力图转换为灰度图方法 |
| 4.1.2 灰度直方图复杂度 |
| 4.1.3 重力异常变化梯度和 |
| 4.1.4 灰度共生矩阵 |
| 4.2 基于投影寻踪的重力图导航适配性分析方法 |
| 4.2.1 投影寻踪模型建立步骤 |
| 4.2.2 最佳投影方向的获取 |
| 4.3 重力图导航适配性分析实验 |
| 4.3.1 导航适配性特征的提取 |
| 4.3.2 导航适配性分析和验证实验 |
| 4.3.3 重力图分辨率对导航适配性特征提取的影响及分析 |
| 4.3.4 灰度图像的灰度级对导航适配性特征提取的影响及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 重力图方向导航适配性分析方法研究 |
| 5.1 重力图方向导航适配性特征图的提取方法 |
| 5.1.1 二维Log-Gabor滤波器 |
| 5.1.2 基于Log-Gabor滤波器的重力图方向导航适配性特征图提取 |
| 5.1.3 重力图方向导航适配性的分类标签获取方法 |
| 5.2 基于选择性集成学习的方向导航适配性分析方法 |
| 5.2.1 集成学习 |
| 5.2.2 二进制引力场算法 |
| 5.2.3 基于二进制引力场算法的选择性集成学习 |
| 5.2.4 投票机制的优化方法 |
| 5.2.5 基于选择性集成学习的方向导航适配性分析模型 |
| 5.3 重力图方向导航适配性分析仿真实验 |
| 5.3.1 Log-Gabor滤波器与Gabor滤波器比较 |
| 5.3.2 基于选择性集成学习的方向导航适配性分析模型性能分析 |
| 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和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）参数非均质球体的力学问题及其在地球物理学中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展及现状分析 |
| 1.2.1 国内外研究进展 |
| 1.2.2 国内外研究现状的简析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 非均质性球对称问题 |
| 1.3.2 非均质性轴对称问题 |
| 1.3.3 球对称弹性地球模型 |
| 1.4 研究程序及方法 |
| 1.4.1 非均质性球对称问题 |
| 1.4.2 非均质性轴对称问题 |
| 1.4.3 球对称弹性地球模型 |
| 第2章 非均质性球对称问题的弹性力学解 |
| 2.1 非均质性球对称弹性力学方程 |
| 2.1.1 均质性球对称问题的弹性力学方程 |
| 2.1.2 非均质性球对称问题的弹性力学方程 |
| 2.2 非均质性球对称弹性力学问题及求解 |
| 2.2.1 常微分方程基础 |
| 2.2.2 非均质性球对称弹性力学问题的求解 |
| 2.2.3 非均质性球对称问题解的退化形式及验证 |
| 2.3 非均质性球对称弹性力学问题的应用 |
| 2.3.1 球对称功能梯度材料的设计 |
| 2.3.2 铁电材料畴变的理论研究 |
| 2.3.3 地球内部结构模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非均质性轴对称问题的弹性力学解 |
| 3.1 均质性轴对称弹性力学问题 |
| 3.1.1 球坐标系中轴对称弹性力学问题 |
| 3.1.2 柱坐标系中轴对称弹性力学问题 |
| 3.2 非均质性轴对称弹性力学问题 |
| 3.2.1 非均质性轴对称弹性力学基本方程 |
| 3.2.2 非均质性轴对称弹性力学问题的求解 |
| 3.3 轴对称球体问题的柱坐标解法 |
| 3.3.1 球体模型的柱坐标表达 |
| 3.3.2 非均质性轴对称球体问题的柱坐标解答 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弹性地球内部结构模型的构建 |
| 4.1 球对称弹性地球模型 |
| 4.1.1 地球内部物质的密度分布 |
| 4.1.2 地球内部地震波波速的分布与拟合 |
| 4.1.3 地球内部弹性常数的分布与拟合 |
| 4.2 球对称弹性地球模型的验证 |
| 4.2.1 地球质量的验算 |
| 4.2.2 地球转动惯量的验算 |
| 4.2.3 地球模型中其他特征的验算 |
| 4.3 轴对称弹性地球模型 |
| 4.3.1 轴对称自转向心力 |
| 4.3.2 轴对称地球模型简析 |
| 4.4 地球内部结构模型的应用 |
| 4.4.1 地球章动 |
| 4.4.2 钱德勒摆动 |
| 4.5 地球力学模型的研究展望 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 弹性地球内部结构模型的力学解 |
| 5.1 无体力球对称弹性地球的力学解 |
| 5.1.1 无体力球对称弹性地球的平衡方程 |
| 5.1.2 无体力球对称弹性地球的分层求解 |
| 5.2 有体力球对称弹性地球模型及其力学解 |
| 5.2.1 球对称万有引力 |
| 5.2.2 有体力球对称弹性地球的分层求解 |
| 5.3 有、无体力球对称模型的对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 地球内部物质的参数分布 |
| 附录B 文中数值计算涉及到的MATLAB源代码 |
| B.1 四阶Runge-Kutta法求解内核部分的无体力位移平衡方程 |
| B.2 四阶Runge-Kutta法求解内核及下地幔部分的有体力位移平衡方程 |
| 致谢 |
（6）基于深度强化学习的跳跃式小行星探测器规划策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 国内外小行星探测研究现状 |
| 1.2.2 国内外深度强化学习研究现状 |
| 1.2.3 国内外文献综述简析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 深度强化学习基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 深度学习基础理论 |
| 2.2.1 神经元模型 |
| 2.2.2 神经网络结构 |
| 2.3 强化学习基础理论 |
| 2.3.1 马尔可夫决策过程 |
| 2.3.2 价值函数 |
| 2.4 深度强化学习——深度确定性策略梯度算法 |
| 2.4.1 确定性策略梯度算法 |
| 2.4.2 Actor-Critic算法 |
| 2.4.3 深度Q网络 |
| 2.4.4 深度确定性策略梯度算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 跳跃式小行星探测器建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 跳跃式小行星探测器数学模型 |
| 3.2.1 动力学模型 |
| 3.2.2 连续接触力碰撞模型 |
| 3.2.3 反作用飞轮模型 |
| 3.3 快速能量交换策略 |
| 3.3.1 策略分析 |
| 3.3.2 姿态控制 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 无控仿真 |
| 3.4.2 快速能量交换仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 不同地面条件下探测器碰撞运动规划策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 深度确定性策略梯度算法建模 |
| 4.2.1 状态空间与动作空间的表示 |
| 4.2.2 深度确定性策略梯度算法设计 |
| 4.2.3 奖赏函数设计 |
| 4.3 平坦地面环境碰撞运动规划策略 |
| 4.3.1 模型训练与仿真测试 |
| 4.3.2 小扰动地面环境条件下仿真测试与结论分析 |
| 4.4 倾斜地面环境碰撞运动规划策略 |
| 4.4.1 倾斜地面建模 |
| 4.4.2 算法改进和奖赏函数设计 |
| 4.4.3 模型训练与仿真测试 |
| 4.5 球形地面环境碰撞运动规划策略 |
| 4.5.1 球形地面模型 |
| 4.5.2 状态空间表示和奖赏值设计 |
| 4.5.3 模型训练与仿真测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 探测器飞轮卸载规划策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探测器空中运动过程中的动量守恒分析 |
| 5.3 飞轮卸载规划策略 |
| 5.3.1 状态空间的表示 |
| 5.3.2 奖赏函数设计 |
| 5.4 模型训练与测试 |
| 5.4.1 模型训练 |
| 5.4.2 仿真测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）空间飞网仿生设计与抓捕动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与目的 |
| 1.1.1 空间垃圾态势 |
| 1.1.2 空间垃圾主动清除手段 |
| 1.1.3 空间垃圾主动清除手段对比分析 |
| 1.1.4 本文研究目的 |
| 1.2 绳网结构相关应用研究 |
| 1.2.1 渔网应用研究 |
| 1.2.2 回收/防护网应用研究 |
| 1.2.3 绳网空间应用研究 |
| 1.3 空间飞网抓捕相关动力学研究 |
| 1.3.1 绳索动力学 |
| 1.3.2 空间飞网展开动力学研究 |
| 1.3.3 空间飞网碰撞动力学研究 |
| 1.4 论文研究思路与主要研究内容 |
| 1.4.1 基本研究思路 |
| 1.4.2 论文组织结构与主要内容 |
| 1.4.3 主要创新点 |
| 第二章 空间飞网仿生设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 蜘蛛网对空间飞网设计的启示 |
| 2.2.1 蜘蛛网研究启示 |
| 2.2.2 仿生概念启示 |
| 2.3 蜘蛛网性能分析 |
| 2.3.1 蜘蛛网蛛丝性能 |
| 2.3.2 蜘蛛网结构性能 |
| 2.3.3 空间飞网与蜘蛛网对比分析 |
| 2.4 空间飞网仿生设计 |
| 2.4.1 仿生飞网结构设计 |
| 2.4.2 仿生飞网自收纳设计 |
| 2.4.3 仿生飞网编织方法 |
| 2.4.4 仿生飞网封贮方法 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 仿生飞网展开机理分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 绳段模型适用性分析 |
| 3.2.1 向量式有限元索单元 |
| 3.2.2 基于绝对节点坐标的梁单元 |
| 3.2.3 算例仿真对比分析 |
| 3.3 仿生飞网展开机理分析 |
| 3.3.1 仿生飞网展开阶段分析 |
| 3.3.2 仿生飞网展开网形分析 |
| 3.3.3 仿生飞网质量块状态分析 |
| 3.3.4 仿生飞网展开能量分析 |
| 3.3.5 仿生飞网展开过程绳段张力分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 仿生飞网碰撞模型及碰撞机理分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 碰撞检测 |
| 4.2.1 平面检测 |
| 4.2.2 空间检测 |
| 4.3 刚体碰撞模型 |
| 4.3.1 低速碰撞 |
| 4.3.2 高速碰撞 |
| 4.4 刚柔耦合碰撞模型 |
| 4.4.1 碰撞描述 |
| 4.4.2 Hertz碰撞力 |
| 4.4.3 基于附加约束方法的碰撞力 |
| 4.4.4 系统动力学方程 |
| 4.5 仿生飞网碰撞机理分析 |
| 4.5.1 仿生飞网碰撞网形分析 |
| 4.5.2 仿生飞网质量块收拢分析 |
| 4.5.3 仿生飞网碰撞能量分析 |
| 4.5.4 仿生飞网碰撞力分析 |
| 4.5.5 仿生飞网碰撞过程绳段张力分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 仿生飞网抓捕因素分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 仿生飞网结构因素分析 |
| 5.2.1 网眼密度 |
| 5.2.2 质量块与飞网质量比 |
| 5.2.3 径线与周线权重比 |
| 5.3 仿生飞网发射参数分析 |
| 5.3.1 发射角度 |
| 5.3.2 发射速度 |
| 5.4 仿生飞网碰撞位置分析 |
| 5.4.1 捕获距离 |
| 5.4.2 偏心距离 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 地面碰撞试验研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 地面碰撞试验 |
| 6.2.1 试验方案 |
| 6.2.2 试验参数及方法 |
| 6.2.3 试验结果 |
| 6.3 地面碰撞仿真分析 |
| 6.3.1 地面碰撞仿真模型 |
| 6.3.2 碰撞仿真模型验证 |
| 6.3.3 地面碰撞力学特性分析 |
| 6.4 碰撞过程天地差异性分析 |
| 6.4.1 动力学模型差异性 |
| 6.4.2 碰撞过程的网形差异性 |
| 6.4.3 碰撞过程的力学差异性 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要工作总结 |
| 7.2 下一步研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）碎石堆小行星结构演化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 小行星的发现与探索 |
| 1.1.2 小行星的分布与演化 |
| 1.1.3 小行星的结构与演化 |
| 1.1.4 科学问题与研究意义 |
| 1.2 碎石堆小行星的研究现状 |
| 1.2.1 碎石堆结构特点和动力学响应特性 |
| 1.2.2 碎石堆结构的研究方法评述 |
| 1.2.3 碎石堆结构的离散动力学模型研究现状 |
| 1.3 本文的工作和创新点 |
| 1.3.1 本文的工作 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 第2章 碎石堆小行星离散动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 颗粒接触力学模型 |
| 2.2.1 法向接触模型 |
| 2.2.2 切向接触模型 |
| 2.2.3 粘附力模型 |
| 2.2.4 扭转方向接触模型 |
| 2.2.5 滚转方向接触模型 |
| 2.2.6 接触模型参数讨论 |
| 2.3 接触模型有效性验证：三轴压缩试验 |
| 2.3.1 试验的基本原理 |
| 2.3.2 试验设置及参数选取 |
| 2.3.3 试验结果分析 |
| 2.4 引力N体积分方法 |
| 2.4.1 积分算法的选取 |
| 2.4.2 高效并行树结构引力积分方法 |
| 2.5 离散动力学模型在小行星动力学领域的扩展应用 |
| 2.5.1 小行星离散元模型建模 |
| 2.5.2 多小行星系统动力学 |
| 2.5.3 不规则形状小行星表面物质运动 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 碎石堆小行星的极限转速与失效模式 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于连续介质理论的失效条件分析 |
| 3.2.1 自引力旋转椭球体应力分布 |
| 3.2.2 碎石堆结构的失效判据 |
| 3.2.3 极限转速上限 |
| 3.2.4 极限转速下限与失效模式 |
| 3.3 离散动力学数值模拟 |
| 3.3.1 模型描述及参数设置 |
| 3.3.2 碎石堆小行星多尺度分析方法 |
| 3.3.3 自旋加速模拟结果 |
| 3.4 基于离散元模型的失效条件评估方法 |
| 3.4.1 摩擦角?估值方法 |
| 3.4.2 粘附强度k估值方法 |
| 3.4.3 应力比分布与失效模式 |
| 3.5 离散元模拟结果与连续介质理论对比 |
| 3.5.1 应力分布特征对比 |
| 3.5.2 极限转速对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 小行星Didymos旋转演化及物理性质分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 离散元模型设置 |
| 4.2.1 碎石堆模型 |
| 4.2.2 接触模型参数设置 |
| 4.2.3 准静态自旋加速路径 |
| 4.3 三类临界旋转极限 |
| 4.3.1 第一类临界旋转速度：外形变化与物质脱落 |
| 4.3.2 第二类临界旋转速度：内部结构变形 |
| 4.3.3 第三类临界旋转速度：局部结构屈服 |
| 4.4 离散元模拟结果：标称算例 |
| 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 离散元模型设置的影响 |
| 4.5.1 体积密度的影响 |
| 4.5.2 自旋加速路径的影响 |
| 4.5.3 摩擦阻力强度的影响 |
| 4.6 离散元模拟结果的启示 |
| 4.6.1 三类临界旋转极限的意义 |
| 4.6.2 Didymos主星的可能物理性质 |
| 4.6.3 类Didymos型双小行星系统形成机制分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 碎石堆小行星撞击演化动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 椭圆型限制性三体问题运动方程 |
| 5.2.1 轨道相位的影响 |
| 5.2.2 轨道偏心率的影响 |
| 5.3 离散动力学数值模拟 |
| 5.3.1 模型描述及参数设置 |
| 5.3.2 低速撞击试验模拟结果 |
| 5.3.3 基于离散元模拟结果的撞击特征参数分析 |
| 5.4 碎石堆小行星撞击演化特性分析 |
| 5.5 动能撞击防御潜在威胁小行星效果评估 |
| 5.5.1 分阶段模拟数值方法介绍 |
| 5.5.2 小行星模型及防御问题的参数设置 |
| 5.5.3 高速撞击数值模拟结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）内编队引力参考敏感器构建的理论和方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 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 空间引力探测任务概况 |
| 1.2.2 内编队引力参考敏感器构建的关键问题 |
| 1.2.3 验证质量块的相对位移测量技术 |
| 1.2.4 球形验证质量块的质心位移确定方法 |
| 1.2.5 纯引力轨道维持控制方法 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 内编队引力参考敏感器机理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 内编队引力参考敏感器性能的影响因素 |
| 2.2.1 相对测量精度的影响因素 |
| 2.2.2 非引力干扰的影响因素 |
| 2.3 非引力干扰的指标分配模型 |
| 2.3.1 干扰和测量误差的传播关系 |
| 2.3.2 验证质量块的非引力干扰 |
| 2.4 面向卫星重力测量的指标分解 |
| 2.4.1 基于绝对轨道摄动的长波重力场测量 |
| 2.4.2 基于长基线相对轨道摄动的中高阶重力场测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于光能探测阵列的相对测量系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光能探测阵列相对测量系统的概念设计 |
| 3.2.1 相对测量原理 |
| 3.2.2 位置确定算法 |
| 3.2.3 验证质量块定位误差分析 |
| 3.3 光压干扰分析 |
| 3.3.1 辐射光压建模 |
| 3.3.2 光压干扰的功率谱分析 |
| 3.4 实验系统设计与结果分析 |
| 3.4.1 相对测量实验装置 |
| 3.4.2 实验系统 |
| 3.4.3 标校实验和精度评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 验证质量块的掩光能量测量方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 验证质量块的掩光能量测量概念 |
| 4.3 测量信号模型 |
| 4.3.1 平行光束下的光信号模型 |
| 4.3.2 考虑光束发散角的光信号模型 |
| 4.3.3 二维位移与测量信号的关系模型 |
| 4.3.4 三维位移与测量信号的关系模型 |
| 4.4 敏感器系统设计 |
| 4.4.1 多敏感器布局设计 |
| 4.4.2 敏感器参数设计 |
| 4.5 敏感器误差分析 |
| 4.5.1 极限测量精度 |
| 4.5.2 光斑尺寸变化 |
| 4.5.3 光功率波动 |
| 4.5.4 光束发散角 |
| 4.5.5 光束中心颤振 |
| 4.5.6 光束方向偏角 |
| 4.5.7 误差综合 |
| 4.5.8 测量信号模型偏差对误差传递关系的影响 |
| 4.5.9 验证质量块三维位移的误差预测 |
| 4.6 掩光能量测量方法的实验验证 |
| 4.6.1 实验系统构建 |
| 4.6.2 标校实验 |
| 4.6.3 误差评估 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于掩光能量测量的球体质心位移确定方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自由转动下的球体表面半径模型 |
| 5.2.1 验证质量块的转动动力学 |
| 5.2.2 残余力矩和能量耗散的影响 |
| 5.2.3 基于球谐函数级数的表面半径模型 |
| 5.3 考虑非理想球体特征的测量输出模型 |
| 5.3.1 球体质心与敏感器输出的关系模型 |
| 5.3.2 敏感器输出的频率特性分析 |
| 5.4 基于频率辨识与输出拟合的质心位移确定方法 |
| 5.4.1 旋转频率的辨识方法 |
| 5.4.2 输出信号的拟合方法 |
| 5.4.3 全控制过程的质心位移确定方案 |
| 5.4.4 球体转动频率对质心位移确定的影响 |
| 5.4.5 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 内编队引力参考敏感器的任务能力分析与评估 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 内编队飞行的动力学分析 |
| 6.3 匹配频域指标的鲁棒维持控制方法 |
| 6.3.1 规范化互质因式扰动系统的鲁棒镇定理论 |
| 6.3.2 H∞回路成形法 |
| 6.3.3 频域模型和模型不确定性分析 |
| 6.3.4 指标约束与开环频率响应设计 |
| 6.4 卫星重力测量的任务能力与平台需求分析 |
| 6.4.1 维持控制律设计 |
| 6.4.2 地球重力场测量性能分析 |
| 6.4.3 维持控制对航天器平台的需求分析 |
| 6.5 内编队引力参考敏感器的拓展应用概念 |
| 6.5.1 自主轨道预报分析 |
| 6.5.2 维持控制设计与结果分析 |
| 6.6 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 |
四、均质球体内万有引力解析（论文参考文献）
- [1]不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨[D]. 管凯颜. 山东大学, 2021(09)
- [2]火星探测器精密定轨定位与火卫一低阶重力场研究[D]. 杨轩. 武汉大学, 2020
- [3]云台式PGK机构设计与弹道仿真[D]. 赵坤. 南京理工大学, 2020(01)
- [4]水下重力辅助定位及重力图导航适配性研究[D]. 李芳明. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [5]参数非均质球体的力学问题及其在地球物理学中的应用[D]. 周宇澄. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]基于深度强化学习的跳跃式小行星探测器规划策略研究[D]. 郭林杰. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]空间飞网仿生设计与抓捕动力学研究[D]. 甄明. 国防科技大学, 2018(01)
- [8]碎石堆小行星结构演化机理研究[D]. 张韵. 清华大学, 2017(02)
- [9]万有引力定律及应用[J]. 许文. 试题与研究, 2017(22)
- [10]内编队引力参考敏感器构建的理论和方法研究[D]. 侯振东. 哈尔滨工业大学, 2017(01)