军事行动避空侦察的时机和路线选择

介绍了军事行动中侦察卫星运动轨迹的预测方法,并规划了最优行军路线.首先根据雷达探测俯仰角与探测距离的几何关系,确定雷达探测经度范围,并对卫星周期及卫星被探测到的初始位置进行求解,从而建立卫星进出雷达探测范围时刻的预测模型,对几种卫星的过顶情况进行预测·最后,在此基础上建立简化的行军路线模型,选择最优行军路线,躲避卫星侦察.     

基于卫星观测数据的预测模型及其应用

在战争中为了避开敌方军事卫星的侦查,需要对其过顶时间进行预警.对于参数公开的卫星,可以通过根数来进行准确的预报.而对于参数未知的卫星,提出了一种根据过往观测数据来对卫星过顶时间进行预测的思路:将卫星与地球之间复杂的三维耦合运动进行降维,并且以地面为参考系,发现卫星星下点运动轨迹具有高度的周期性·根据这种思路,可以通过获取的过往观测数据来对卫星未来的过顶时间进行准确预测.而对于战时地面运动单位躲避卫星的问题,可以根据所面对的不同侦查卫星通过设置一个固定的路线,让地面单位在该路线中有计划的行驶,能够躲避多种卫星的侦查.     

基于伴随同化方法的空间飞行器轨道估计

基于空间几何原理提出了一个双星无源定位方案,方案中包括两个观测坐标系和一个基础坐标系.每个观测坐标系中分别存在一条由观测卫星发出指向目标飞行器的射线,考虑到实际观测中存在各种误差,任意两颗观测卫星对目标飞行器的定位方向一般不在同一个平面内(即为异面直线),假定两条异面直线的公垂线段的中点(相交的情况下为交点)是目标飞行器所在的位置,而公垂线段的长度表征两颗卫星的观测误差.利用空间飞行器的观测数据计算了飞行器在基础坐标系中的位置坐标并进行了误差估计.利用一个基于伴随同化方法的数值模型估计了空间飞行器主动段的轨道.正向模型用来模拟飞行器的运动过程,伴随模型用来优化参数.通过同化空间飞行器在基础坐标系下的观测数据得到了空间飞行器的轨道.设计了数值实验以检验该模型的合理性,实验结果表明了双星无源定位系统的正确性,通过同化卫星对飞行器的观测数据,该伴随同化模型可以对空间飞行器的轨道进行成功估计.     

基于卫星无源探测的空间飞行器主动段轨道估计与误差分析

在利用自适应定点的四阶龙格库塔算法求解卫星二阶微分运动方程的基础上,确定了其轨道,在利用样条插值拟合算法对多星观测数据同步后,基于级数理论建立了飞行器速速度和质量估计的多项式模型.随后根据飞行器在观测坐标系下的约束关系,建立了双星无源交汇定位的算法模型,实现了空间飞行器的轨道估计.再次,根据量测方程,提出了一种系统误差估计的滑窗四点交汇方法,实现了系统的误差动态估计.最后,建立了联合序贯多点轨道估计模型,实现了单卫星单飞行器的轨道估计和误差分析.对于多星多飞行器问题通过比较方程组自由度和待估计的轨道参数和系统误差的个数,得出可估计系统误差的条件:在观测卫星个数M与空间飞行器数目P满足2MP≥3P+2M时,系统误差可估计.     

对地观测卫星过顶预报与定轨模型的建立

针对某些对地观测卫星,其轨道参数不公开,只能通过对卫星的运行规律建立数学模型,推导出卫星的过顶时间,从而使对地目标有效规避卫星的对地观测.首先从卫星运行的基本规律出发,根据稀疏数据进行定轨建立了卫星定轨的数学模型,利用牛顿迭代法递推出轨道根数,同时利用摄动补偿优化了模型,再通过八阶龙格库塔法,进行轨道递推,得到了卫星过顶时间与轨道信息的对应关系.     

解析几何中为什么可以任意选取坐标系

解析几何通过建立坐标系 ,用代数方法研究几何图形的形状、性质 .不论是求曲线的轨迹方程 ,或用解析法证明几何命题 ,还是研究曲线的性质 ,其坐标系往往是任意选取 .这种任意性会不会影响所得出的结论呢 ?即在同一问题中选取不同的坐标系 ,而使用同一形式的公式及判定条件 ,会不会产生不同的结果呢 ?本文拟从直角坐标变换公式出发 ,来说明这些公式和判定条件与坐标系选取无关 .设平面上建立了两个不同的坐标系 ,点P在其中一坐标系o-xy(旧坐标系 )下的坐标为P(x,y) ,在另一坐标系o′-x′y′(新坐标系 )下的坐标为P(x′,y′) ,点o′在坐标系…     

求圆锥曲线对称轴的一种方法

形如Ax~2 Bxy Cy~2 Dx Ey F-0的二次曲线的对称轴的求法,一般地需要通过旋转变换、平行变换等大量繁琐的计算。本文给出一种方法,不进行坐标变换便可较为简捷地求出。这种方法的步骤为 1°利用二元二次方程的判别式B~2-4AC判断出二次曲线的类型,并根据 ctg2θ=(A-C)/B求出一条对称轴与x轴正向交角θ的正切; 2°设出垂直于一条对称铀的直线系方程; 3°把直线系方程代入二次曲线方程得出曲线上两对称点坐标所满足的方程; 4°根据中点公式和韦达定理求出两对称点连线的中点坐标所满足的参数方程; 5°消去参数得出曲线上两对称点连线的中点的轨迹方程。由于此轨迹就是对称轴,因此所求得的轨迹方程就是对称轴方程。     

浅谈复平面上的轨迹问题

求复平面上的轨迹方程是复数知识的一个重要问题。我们知道,平面解析几何在建立坐标系的基础上,通过用坐标(一对实数)表示点,可以根据已知条件求出动点轨迹的实数方程f(x,y)=0。那么,当数的概念从实数集扩充到复数集,并建立了复数平面之后,通过用复数表示点,当然也可以求出动点轨迹的复数方程f(z)=0。     

近圆轨道卫星过顶时间预报的数学模型

基于近圆轨道卫星的特点,通过理论公式推导,确定卫星星下点轨道,建立近圆轨道卫星过顶时间预报的数学模型.首先依据观察站确定卫星进出观察站接收圈时星下点的经纬度,然后根据该点经纬度与卫星倾斜角推求卫星的升交点或者降交点,最后从升交点或者降交点出发外推不超过1/4周期,两者合并得到整个周期的卫星轨迹推导公式.将模型应用于已知和未知卫星轨道根数的实际军事行动避空侦察中去,与实际检测情况相比误差较小、吻合度较高,说明模型有较好的工程应用价值.     

乙肝病毒感染的动力学模型分析与数据同化预测研究

通过对乙肝传播机理的研究,在考虑接种免疫等因素后,建立了适合于乙肝病毒感染的动力学模型.首先对其平衡点进行稳定性分析,其次简化模型,通过简化的模型进行模拟.除此之外,利用Kalman fllter方法对模型及其观测值进行数据同化,调整模型轨道,使其达到良好的模拟效果,从而更好的进行预测.     

空间有理三次Bezier曲线的射影变换和权系数的几何性质

本文讨论了空间有理三次Ｂｅｚｉｅｒ曲线的射影变换和权系数的一系列几何性质。其权系数组成构成了控制四顶点基下的权心的齐次坐标;权心是六个特殊平面的公共交点。含权心和曲线“肩点”的某四个共线点之比恒为常数３;权心可作为有理曲线所在射影坐标系的单位点;此有理曲线是对应整有理曲线在射影变换下的象,此变换把控制四面体的形心映为权心;权系数是此射影变换的特征值（差－常数因子）;权系数是变换前后两曲线上对应点关     

Solution to projectile motion with quadratic drag and graphing the trajectory in spreadsheets

This note gives the analytical solution to projectile motion with quadratic drag by decomposing the velocity vector to x, y coordinate directions. The solution is given by definite integrals. First, the impact angle is estimated from above, then the projectile coordinates are computed, and the trajectory is graphed at various launch angles and speed using an interactive Excel application.     

Stabilization of the motions of mechanical systems with variable masses

A holonomic mechanical system with variable masses and cyclic coordinates is considered. Such a system can have generalized steady motions in which the positional coordinates are constant and the cyclic velocities under the action of reactive forces vary according to a given law. Sufficient Routh-Rumyantsev-type conditions for the stability of such motions are determined. The problem of stabilizing a given translational-rotational motion of a symmetric satellite in which its centre of mass moves in a circular orbit and the satellite executes rotational motion about its axis of symmetry is solved.     

On the integrability and perturbation of three-dimensional fluid flows with symmetry

Summary The purpose of this paper is to develop analytical methods for studyingparticle paths in a class of three-dimensional incompressible fluid flows. In this paper we study three-dimensionalvolume preserving vector fields that are invariant under the action of a one-parameter symmetry group whose infinitesimal generator is autonomous and volume-preserving. We show that there exists a coordinate system in which the vector field assumes a simple form. In particular, the evolution of two of the coordinates is governed by a time-dependent, one-degree-of-freedom Hamiltonian system with the evolution of the remaining coordinate being governed by a first-order differential equation that depends only on the other two coordinates and time. The new coordinates depend only on the symmetry group of the vector field. Therefore they arefield-independent. The coordinate transformation is constructive. If the vector field is time-independent, then it possesses an integral of motion. Moreover, we show that the system can be further reduced toaction-angle-angle coordinates. These are analogous to the familiar action-angle variables from Hamiltonian mechanics and are quite useful for perturbative studies of the class of systems we consider. In fact, we show how our coordinate transformation puts us in a position to apply recent extensions of the Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) theorem for three-dimensional, volume-preserving maps as well as three-dimensional versions of Melnikov's method. We discuss the integrability of the class of flows considered, and draw an analogy with Clebsch variables in fluid mechanics.     

Stabilization and control of the motion of a rolling disk

This work deals with the stabilization and control of the motion of a disk rolling on the horizontal plane. It is assumed here that the motion of the disk is controlled by a tilting moment, a directional moment, and a pedalling moment. By using a kind of an inverse control transformation, a control strategy is proposed under which the motion of the disk is stabilized and is able asymptotically to track any given smooth ground trajectory.     

特殊坐标系中特殊非牛顿流边界层方程的相似解

给出了在一个特殊坐标系中三阶流体的二维定常运动方程组．该坐标系中由无粘流体的势流确定，即以环绕任意物体的非粘性流动的流线为Ф-坐标，速度势线为ψ-坐标，构成正交曲线坐标系．结果表明，边界层方程与浸没在流体中的物体的形状无关．第一次近似假定第二梯度项与粘性项和第三梯度项相比，可以忽略不计．第二梯度项的存在，将防碍第三梯度流相似解的比例变换的导出．利用李群方法计算了边界层方程的无穷小生成元．将边界层方程组变换为常微分方程组．利用Runge-Kutta法结合打靶技术求解了该非线性微分方程组的数值解．     

Tracking control of high-performance robots via stabilizing controllers for uncertain systems

The development of flexible manufacturing systems calls for industrial robots characterized by robustness of performance with regard to the variations of the loads and real time specification of the trajectory in the work space. In this paper, the design of a feedback controller guaranteeing such performance is considered. At first, the manipulator dynamics are embedded into a larger class of uncertain dynamical systems and a class of feedback controls is proposed that guarantees uniform ultimate boundedness of the tracking error. Successively, the methodology is specialized for the case of robotic manipulators to track trajectories described in task-oriented coordinates; the proposed control algorithm operates without requiring any explicit coordinate transformation.