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[发明专利]空间纯引力轨道万有引力摄动在轨飞行验证方法-CN201210506038.7有效
发明人：张育林;王兆魁;谷振丰;范丽;杨雪榕;刘红卫;党朝辉 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-11-30 - 公布日： 2013-02-20 - 主分类号： B64G3/00 文献下载
摘要：一种空间纯引力轨道万有引力摄动在轨飞行验证方法，1，将纯引力飞行卫星在模式一下运行一定周期，记录轨道观测数据，2，将卫星绕径向主轴做180°旋转，作为模式二，再次运行与步骤1中相同的周期并记录轨道观测数据，3，分别得出两种模式下的轨道半长轴长期变化，做差得到两种模式下轨道半长轴变化量之差的实际观测值；4，通过轨道摄动方程，得出两种模式下万有引力摄动导致的轨道半长轴变化量之差的理论预测值；5，对比理论预测值与实际观测值，验证理论预测值的准确性。本发明在纯引力飞行任务初始化阶段，利用卫星的不同飞行状态，对纯引力轨道万有引力摄动这一最主要的摄动因素，进行在轨验证，为万有引力摄动计算方法提供检验。
空间引力轨道万有引力摄动飞行验证方法

[发明专利]利用部件质量特性计算卫星腔体内万有引力的等效质点组方法-CN201210504671.2有效
发明人：张育林;王兆魁;谷振丰;范丽 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-11-30 - 公布日： 2013-02-13 - 主分类号： G01V7/00 文献下载
摘要：一种利用部件质量特性计算卫星腔体内万有引力的等效质点组方法，1，根据任务需求，设计确定卫星上的部件；2，利用质量特性综合测量仪，测量步骤1所确定的部件中的某一部件的质量特性并记录；3，根据步骤2的测量结果，建立等效质点组满足的数学方程；4，根据步骤3的方程，求解得到所需要的等效质点组；5，根据步骤4所求解的等效质点组，计算该部件的万有引力及其梯度；6，重复2-5，计算出所有部件的万有引力及其梯度，求和得到卫星在腔体内的万有引力及其梯度。本发明在计算卫星上质量分布复杂部件的万有引力时，能够利用实际可测的质量特性信息，以二阶精度实现万有引力的计算，且不受部件形状的影响，在工程上有较广的适用范围。
利用部件质量特性计算卫星体内万有引力等效质点方法

[发明专利]基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法-CN201210344882.4无效
发明人：刘红卫;张育林;王兆魁;范丽;杨雪榕;谷振丰 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-09-17 - 公布日： 2013-01-02 - 主分类号： G01V7/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，包括以下步骤：S1，建立卫星重力场测量性能指标与重力卫星系统参数之间的定量解析关系式；S2，根据所述定量解析关系式分析卫星重力场测量性能。本发明提供一种基于轨道摄动原理的卫星重力场测量性能分析方法，利用谱分析方法建立了重力卫星系统参数和重力场测量性能之间的解析关系，并且通过数值模拟结果进行了校正，能够指导重力卫星系统的方案论证和重力卫星系统参数快速优化设计，从而实现高精度的卫星重力场测量。
基于轨道摄动原理卫星重力场测量性能分析方法

[发明专利]利用外航天器自旋抑制纯引力轨道万有引力干扰的方法-CN201210333649.6无效
发明人：张育林;王兆魁;谷振丰;范丽;刘红卫;杨雪榕 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-09-10 - 公布日： 2012-11-21 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：一种利用外航天器自旋抑制纯引力轨道万有引力干扰的方法，包括如下步骤：S1，估算验证质量受到的万有引力干扰；S2，计算万有引力干扰导致的纯引力轨道偏差；S3，选择航天器自旋轴；S4，设计航天器自旋频率；S5，验证航天器自旋对万有引力干扰的抑制效果。本发明在纯引力轨道空间系统中，能够采用航天器自旋这种在工程上易于实现的方式，有效地将万有引力干扰对纯引力轨道的影响抑制到所要求的范围之内。本发明解决了现有技术对航天器质量模型的精度要求苛刻，而且对所设计的补偿质量块的加工和安装精度要求极高，工程代价较高的问题；在更广泛的纯引力飞行任务中，本发明能够以更为方便的工程措施实现更好的万有引力干扰抑制。
利用航天器自旋抑制引力轨道万有引力干扰方法

[发明专利]星星跟踪复合编队地球重力场测量系统及其方法-CN201210129720.9有效
发明人：张育林;王兆魁;范丽;刘红卫;杨雪榕;谷振丰 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-04-27 - 公布日： 2012-08-15 - 主分类号： G01V7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种利用两个或两个以上内编队系统组成星星跟踪复合编队进行重力场测量的系统及其方法。该系统，包括两个或两个以上内编队系统，其中每个所述内编队系统均包括内卫星和外卫星平台；所述外卫星平台包括外卫星本体和安装在所述外卫星本体上的附属系统；所述外卫星本体内设有腔体，所述内卫星置于所述腔体内。所述内编队系统在轨工作时，两个所述内编队系统中的所述内卫星均沿纯引力轨道运行；利用所述外卫星精密定轨数据以及所述内卫星和所述外卫星的相对状态测量数据，确定所述内卫星纯引力轨道；测量两个所述内卫星之间的星间距离变化率，以此来反演得到中高阶地球重力场。
星星跟踪复合编队地球重力场测量系统及其方法

[发明专利]一种纯引力轨道万有引力干扰抑制的质量补偿设计方法-CN201210122340.2有效
发明人：张育林;王兆魁;谷振丰;范丽;项军华 -专利权人：清华大学
申请日： 2012-04-24 - 公布日： 2012-08-15 - 主分类号： G01V7/00 文献下载
摘要：一种纯引力轨道万有引力干扰抑制的质量补偿设计方法，包括以下步骤：1.获取航天器质量分布数据，确定万有引力干扰的作用域，计算作用域内的万有引力干扰，并明确万有引力干扰抑制要求；2.选取参考点，设置参考点的万有引力干扰抑制目标；3.确定质量补偿设计结果；4.将质量补偿设计结果添加到航天器质量分布数据中，重新计算作用域内的万有引力干扰；5.检验补偿设计结果是否满足作用域的万有引力干扰抑制要求；6.根据步骤5的检验结论，若满足要求，则得到可用的补偿设计结果；若不满足要求，则重新设置参考点的万有引力干扰抑制目标，重复步骤3-步骤5。通过本发明的方法，得到能够实现对特定区域纯引力轨道万有引力干扰抑制的质量补偿方案。
一种引力轨道万有引力干扰抑制质量补偿设计方法

[发明专利]执行器模拟器及具有该执行器模拟器的卫星闭环仿真系统-CN201110363272.4无效
发明人：王兆魁;张育林;范丽;杨雪榕;项军华;党朝辉;谷振丰;唐生勇 -专利权人：清华大学
申请日： 2011-11-16 - 公布日： 2012-05-02 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明提供一种执行器模拟器，包括：仿真服务器和数据接口转换器，其中，数据接口转换器用于接收来自星载计算机的控制指令，并将该控制指令的数据格式转化为模拟控制指令的数据格式，得到所述模拟控制指令，然后将该模拟控制指令发送给所述仿真服务器。因此，本发明提供的执行器模拟器，可以同时或分别作为各类执行器的执行器模拟器，例如：飞轮模拟器、磁力矩器模拟器、推力器模拟器，从而具有通用性强和可扩展性好的优点；另外，该执行器模拟器输入的数据格式与实际执行器物理器件在实际卫星控制系统中输入的数据格式相同，从而既可以接入卫星控制闭环仿真系统，还有效的提高了仿真可信度。
执行模拟器具有卫星闭环仿真系统

[发明专利]基于四面体质元划分的纯引力轨道万有引力干扰计算方法-CN201110210321.0有效
发明人： 谷振丰;张育林;王兆魁;范丽;杨雪榕;刘红卫 -专利权人：清华大学
申请日： 2011-07-26 - 公布日： 2012-02-22 - 主分类号： G01V7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种涉及航天动力学和科学计算技术领域的基于四面体质元划分的纯引力轨道万有引力干扰计算方法，包括以下步骤：首先，选择四面体作为质元形状对航天器进行划分，并定义如下参数：尺度参数SR、长宽比参数AR、力几何因子FGP、梯度几何因子GGP，然后计算不同SR、AR下的FGP、GGP，得到四面体质元尺度、形状对计算精度的影响曲线，再根据所要求的计算精度及影响曲线确定四面体质元尺度，并根据该质元尺度对航天器模型采用四面体质元进行划分，最后对万有引力进行计算。本发明的方法能够按照要求的精度计算航天器对验证质量的万有引力。在给定精度的情况下，可以得到对应的四面体质元尺度要求，并依此要求划分质元，完成万有引力作用的计算，满足所要求的精度。
基于四面体质划分引力轨道万有引力干扰计算方法

[发明专利]基于红外测量的内卫星相对状态确定系统及其方法-CN201010146279.6有效
发明人：王兆魁;张育林;范丽;韩大鹏;刘昆;项军华;张峰;谷振丰 -专利权人：清华大学
申请日： 2010-04-14 - 公布日： 2010-12-15 - 主分类号： G01S17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于红外测量的内卫星相对状态确定系统及其方法，属于航天器系统技术和测量仪器技术领域。所述的状态确定系统，由内卫星、外卫星腔体、红外定位系统和内卫星紧锁与释放机构组成，所述内卫星和所述的外卫星腔体经过表面处理，具有不同的发射性能，能够在没有光照的情况下在红外定系统中呈现不同灰度的图像，从而在不产生干扰力的情况下，实现获取内卫星三维运动状态的功能，完成内编队关键的测量任务。
基于红外测量卫星相对状态确定系统及其方法

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