17、航天与地面无人系统的关键技术研究

航天与地面无人系统的关键技术研究

一、HODMD 在湍流燃烧中的应用

1.1 研究概述

研究聚焦于主要流动动力学以及使用高阶动态模式分解（HODMD）作为降阶模型来重建湍流燃烧中瞬态数据的可能性。研究发现，流动的主要动力学具有周期性，主频率为 ωp = 60。该方法能较好地近似主要物种和温度变量，但对一些自由基物种的重建效果较差。不过，它仍能识别这些重建效果不佳变量中的主要模式，表明 HODMD 适用于模拟湍流燃烧流动。

二、集群卫星相对运动的容错估计

2.1 背景与需求

在太空任务中，星座架构可克服覆盖范围和功能限制。卫星集群意味着多个航天器协同运动以实现共同目标，编队飞行还可根据任务目标在两个航天器之间分配有效载荷。然而，现有卫星相对导航方法存在计算负荷大、视线向量分离、坐标系转换和传感器噪声等约束。

2.2 容错卡尔曼滤波方法

2.2.1 两种版本的容错滤波

• 第一版本 ：在使用四颗 GPS 卫星数据时，通过检测任意时刻发生的数据损坏，利用重新配置的扩展卡尔曼滤波器（EKF）系统，使用三颗 GPS 卫星数据来估计目标和跟随卫星的位置及相对状态向量。
• 第二版本 ：同样使用四颗 GPS 卫星数据，将自适应卡尔曼滤波器（AKF）确定的目标和跟随卫星位置作为测量值，即使第四颗 GPS 卫星数据已损坏，仍使用所有数据来估计向量。

2.2.2 滤波器的作用

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