WITH TEN YEARS' EFFORT THE SWORD EDGE IS GRINDED SHARP,AFTER THE COLD WINTER PLUM FLOWER BLOSSOMS-A REVIEW OF CHINA TRAJECTORY OPTIMIZATION COMPETITION

全国空间轨道设计竞赛(China Trajectory Optimization Competition, 简称 CTOC)依托中国力学学会,自2009年创办以来,至今已经成功举办了十届。经过十年来的不懈努力,CTOC为国内各高校及研究机构提供了空间轨道设计与优化研究的交流平台,既为我国的空间探索与应用领域选拔和储备了后备人才,又为该领域的工程实践提供了知识储备。本文以时间为主线,回顾了全国空间轨道设计竞赛十年来的发展历程以及所取得的成效,归纳总结了该竞赛的主要特色与创新。     

《专注十年磨一剑，潜心寻优求卓越——纪念全国空间轨道设计竞赛十周年》介绍

<正>《专注十年磨一剑,潜心寻优求卓越——纪念全国空间轨道设计竞赛十周年》编著者：李俊峰,罗亚中,高扬出版社：科学出版社出版时间：2021-09-01ISBN:9787030698490包装：精装开本：16开页数：277包装：精装定价：188元内容简介：全国空间轨道设计竞赛是国内各高校及科研院所关于空间轨道设计与优化研究的学术交流平台,于2009年创办,至2019年已成功举办了10届,产生了广泛的社会影响。     

第四届全国空间轨道设计竞赛与第六届国际全局轨道优化竞赛结果与排名

 2012 年6 月至10 月期间, 第四届全国空间轨道设计竞赛与第六届国际全局轨道优化竞赛相继举行, 在国内、国际掀起了空间轨道设计的研究热潮. 今年的竞赛题目比起往届更具挑战性, 并引出了更多新的设计方法以及可以进一步研究的问题. 其中, 第四届全国空间轨道设计竞赛题目已发表在《力学与实践》2012 年第3 期上^[1]. 这里对两次竞赛的结果与排名情况作一个简要报道.     

“第四届全国空间轨道设计竞赛研讨会”征文通知

为了促进交流与相互学习,共同推进我国空间轨道设计的研究与应用,中国力学学会、中国科学院空间应用工程与技术中心、北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室、国防科学技术大学航天与材料工程学院共同主办＂第四届全国空间轨道设计竞赛＂（原＂全国深空轨道设计竞赛＂）．     

第六届全国空间轨道设计竞赛(题目甲)总结

对第六届全国空间轨道设计竞赛(题目甲)的题目和各个团队的解题情况进行了总结.包括竞赛题目任务概述、题目总结与竞赛结果、冠亚军团队的解法简介,以及从本次竞赛解题中得到的启示.     

第六届全国空间轨道设计竞赛(题目乙)总结

对第六届全国空间轨道设计竞赛(题目乙)的题目和各个团队的解题情况进行了总结.包括竞赛题目任务概述、题目总结与竞赛结果、各团队的解法简介,以及从本次竞赛解题中得到的启示.     

第二届全国航天动力学与控制青年学者论坛暨第七届全国空间轨道设计竞赛研讨会致辞

正各位学者:早上好!我非常高兴能够代表中国力学学会出席第二届全国航天动力学与控制青年学者论坛暨第七届全国空间轨道设计竞赛研讨会.首先,欢迎来自全国各地的青年学者、学生,感谢你们的积极参与,看得出你们在航天动力学与控制、空间轨道设计研究方面一定取得了丰硕的成果.同时,也感谢本次会议的承办单位:南京航空航天大学航天学院、中国科学院太空应用重点实验室、南京航空航天大学青年教授学术联谊会.     

第四届全国空间轨道设计竞赛冠军团队解法

 介绍第四届全国空间轨道设计竞赛的解法,主要包括问题分析、求解方案规划、飞行序列选择和计算结果. 本文的求解思路特点是,着重探测目标的特性分析,通过目标之间的排列组合来确定飞行序列,计算表明该方法能够有效降低计算量和保留最优解.     

第七届全国空间轨道设计竞赛乙题解法

第七届全国空间轨道设计竞赛乙组题目是关于多星编队与重构的轨道设计问题.本文介绍了中国科学院光电研究院的设计方法和设计结果.设计方法包括整体设计思路、转移轨道寻优、编队方案搜索策略、连续推力轨道优化方法等,并在文中给出了具体设计步骤.搜索最优编队方案和连续推力轨道优化是提高性能指标的关键.最后,总结了此次竞赛中的体会与启示.     

银河系移民轨道设计——第十届国际空间轨道设计大赛冠军团队总结

由美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)主办的第十届国际空间轨道设计大赛于2019年6月落下帷幕,中国队伍首次在该赛事中夺冠。本届比赛在历史上首次以科幻任务为背景,需设计对银河系10万颗恒星的最优移民轨道方案。本文介绍了银河系移民的任务要求、引力模型和飞船机动模型,着重分析了赛题的评价指标。引入了树结构来表示移民方案,并对移民树初始分布的选取方法进行了描述,再对比介绍了正向和反向两种移民树生成策略。同时对竞赛中使用的移民树局部优化和拓扑重构等方法进行了简要说明,并在银河系星图中以树结构展示了冠军方案。对本届竞赛的意义进行了总结,得到了一些有益的启发。     

TRAJECTORY DESIGN OF THE GALAXY SETTLEMENT-SUMMARY OF THE CHAMPION TEAM TO THE 10TH GLOBAL TRAJECTORY OPTIMIZATION COMPETITION

由美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)主办的第十届国际空间轨道设计大赛于2019 年6月落下帷幕,中国队伍首次在该赛事中夺冠。本届比赛在历史上首次以科幻任务为背景,需设计对银河系10万颗恒星的最优移民轨道方案。本文介绍了银河系移民的任务要求、引力模型和飞船机动模型,着重分析了赛题的评价指标。引入了树结构来表示移民方案,并对移民树初始分布的选取方法进行了描述,再对比介绍了正向和反向两种移民树生成策略。同时对竞赛中使用的移民树局部优化和拓扑重构等方法进行了简要说明,并在银河系星图中以树结构展示了冠军方案。对本届竞赛的意义进行了总结,得到了一些有益的启发。     

第六届全国空间轨道设计竞赛冠军团队解法

第六届全国空间轨道设计竞赛题目乙是一个利用行星引力辅助最快飞出太阳系的轨迹优化问题,本文介绍了国防科学技术大学团队的求解方法. 该方法先基于构建的推力方向固定的小推力引力辅助优化模型得到最优的引力辅助行星序列,再通过对优化模型的改进和推力方向的优化得到更进一步的解. 求解结果表明该方法可以有效地优化出一条最快逃逸的轨道.     

基于“专家型”竞赛的航天创新人才培养模式与实践

围绕国内航天专业创新人才培养的需求,2009年创办全国空间轨道设计竞赛,迄今已成功举办10届,并探索形成了依托这一"专家型"竞赛的研究生"4C"培养模式。阐述了"4C"模式的内涵,以挑战性专业赛题为牵引,提升研究生创新能力、推动专业课程改革和推动产学研军民融合育人。从紧贴国家需求、培养科学精神、灵活的组织形式和举办专门研讨会等4个方面介绍服务"4C模式"的竞赛组织举措。总结了推进"4C"模式的主要做法和人才培养取得的成效。     

第八届全国空间轨道设计竞赛圆满结束

正由中国力学学会主办,中国科学院国家科学中心、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室和扬州大学共同承办的第八届全国空间轨道设计竞赛已圆满结束.本届竞赛共有62支团队报名参加,8月8日,命题方公布了甲、乙两组题目,要求参赛团队于10月8日之前提交设计结果.经过2个月的努力,经过命题方的检验,最终评选出甲、乙两组各奖项,其中甲、乙两组获得一等奖的     

第7届全国空间轨道设计竞赛设计结果

正由中国力学学会主办、中国科学院空间应用工程与技术中心负责命题与组织的第7届全国空间轨道设计竞赛已圆满结束.本届竞赛共有40支团队报名参加,8月15日,命题方公布了甲、乙两组题目,甲组题目更具挑战性,乙组题目则面向更多初次参赛的团队,要求参赛团队于10月15日之前提交设计结果.经过2个月的努力,经过命题方的检验,确定了甲组6项正确设计结果,乙组13项正确设计结果,并最终评选出甲、乙两组各奖项,其中甲、乙两组获得一等奖的团队所属单位分别为:     

封面说明:首届全国深空探测竞赛

由中国力学学会、清华大学航天航空学院共同举办的``首届全国深空轨道设计竞赛颁奖大会 暨专题研讨会'于2009年5月16日在清华大学逸夫楼举行. 中国力学学会理事长李家春院士与会讲话与颁奖。李院士在发言中强调深空探测是未来各国 航天界重点发展的方向,是一个国家综合国力、整体技术实力的体现,在深空探测任务中, 力学扮演着举足轻重的角色. 该项竞赛活动为大学生、研究生提供了一个深入研究和探讨的 平台. 希望通过该项竞赛活动,为我国的深空探测领域选拔和储备后备人才. 首届竞赛的题目为``小行星探测轨迹优化设计问题',共有来自全国各地的33支队伍报名参 加. 深空飞行轨道的时间尺度很大、优化方法多样、可选的方案组合广泛,存在很多可行解, 寻找其中的最优方案是深空探测轨道设计的核心问题之一. 竞赛问题将主要考虑深空探测任 务轨道设计中的全局优化问题,模型参数将结合工程实际背景选取. 竞赛形式为公开发布题 目,根据性能指标的优劣评判名次. 本次竞赛从3月5日公布题目,要求5月16日前提交结 果,之后组织专家对各队提交的结果进行审核复算,最后评选出中科院光电研究院的参赛队 获得本届竞赛的冠军. 亚军、季军分别是来自西安测控中心、国防科技大学的参赛队。竞赛 活动优胜者获得奖杯与荣誉证书.(图文供稿:高云峰,宝音贺西,李俊峰,清华大学航天航空学院,北 京 100084)     

多星编队构型重构全局优化策略——第七届全国空间轨道设计竞赛乙题解法

第七届全国空间轨道设计竞赛乙组题目以近地轨道卫星编队的燃料最优构型重构问题为背景,要求合理设计从星的相对飞行轨迹,构建尽可能多的目标构型,并考虑燃料消耗均衡分配问题.本文介绍了该题目的解法,包括问题分析、求解方案以及相关计算结果.由于燃料最优控制问题可用能量最优控制问题近似,文中采用能量最优连续推力优化模型近似计算燃料最优控制律.首先通过优化分析两两构型之间的燃料消耗,确定了构建4种目标构型的次序;然后综合考虑构型保持时间约束以及相位约束,采用混合PSO(particle swarm optimization)算法进行全局优化;最后将影响燃料消耗指标的从星相对飞行轨迹的连续推力段转化为bang-bang控制.     

多星编队构型重构全局优化策略1）--第七届全国空间轨道设计竞赛乙题解法

第七届全国空间轨道设计竞赛乙组题目以近地轨道卫星编队的燃料最优构型重构问题为背景,要求合理设计从星的相对飞行轨迹,构建尽可能多的目标构型,并考虑燃料消耗均衡分配问题.本文介绍了该题目的解法,包括问题分析、求解方案以及相关计算结果.由于燃料最优控制问题可用能量最优控制问题近似,文中采用能量最优连续推力优化模型近似计算燃料最优控制律.首先通过优化分析两两构型之间的燃料消耗,确定了构建4种目标构型的次序;然后综合考虑构型保持时间约束以及相位约束,采用混合PSO（particle swarm optimization）算法进行全局优化;最后将影响燃料消耗指标的从星相对飞行轨迹的连续推力段转化为bang-bang控制.     

第十二届全国周培源大学生力学竞赛"理论设计与操作"团体赛"自停滚轮"项目设计方案

本文介绍了江苏科技大学代表队在第十二届全国周培源大学生力学竞赛"理论设计与操作"团体赛"自停滚轮"项目中的设计方案和制作过程,给关心和热爱该比赛的力学爱好者提供参考。     

第十二届全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛“自停滚轮”项目设计方案

本文介绍了江苏科技大学代表队在第十二届全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛“自停滚轮”项目中的设计方案和制作过程,给关心和热爱该比赛的力学爱好者提供参考。