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[成果] 1800120623 浙江
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:近年来,全国新增光伏发电装机容量增长迅猛,国家发布的《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出,到2020年太阳能装机目标将达到100吉瓦(1亿千瓦)。但国内光伏电站的整体质量不容乐观,其中光伏组件发电功率衰降现象较为严重,晶体硅组件三年内的衰减率在3.8%~7%之间,非晶硅电池组件衰减率则高达20%。然而,目前对光伏电站项目的巡检工作还是以人工巡检为主,常规的人工巡检方式不仅需要耗费大量的人工及时间成本,同时巡检人员工作也存在一定的危险性。而且,从建设规模角度来讲,光伏发电项目规模越大,电站巡检工作的复杂性越强,人工监测难以满足未来大规模光伏电站的巡检要求。基于此,利用无人机进行大规模光伏电站的智能运维成为一个热门研究方向。“基于无人机的大规模能源系统巡检项目”面对无人机民用领域的广阔市场,选择以大规模光伏电站和电力系统输电线路为代表的规模化新能源基础设施巡检作为重点突破口,实现技术产品的系统级解决方案和产业化。该项目采用了以无人机为载体硬软件集成的研发方案,搭载了包括处理器、可见光拍摄设备和红外热成像设备以及GPS定位系统的无人机巡检系统,可沿光伏电站进行定位自主巡航,可以达到对较长线路的大范围快速信息搜寻,同时实时传送拍摄影像,提供清晰可靠的现场视频和照片数据,监控人员可在电脑上同步收看与操控,且机载处理器亦可同时进行数据分析,对常见的光伏组件上的故障隐患进行快速诊断及精确定位,这样就很大程度上加强了巡检线路的可行性和效率。该系统主要分为飞行控制与航迹规划模块、视觉监测与避障模块。飞行控制系统的好坏直接决定了飞行平台的安全性与精准性。飞行控制系统可以控制无人机完成从自主起飞,然后根据预设的航迹点进行自主巡航飞行,悬停在空中或超低空来获取需要的数据或拍摄照片或视频,最后进行自主降落等一系列科目,包括完成一些高难度环境飞行,同时可以切换人工/自动模式,实现双模式共同操作四轴飞行器。视觉监测与避障模块主要用于对故障的分析与处理,同时通过视觉分析进行障碍物诊断视线避障。首先,视觉传感模块通过摄像头采集图像,并通过超声波传感器采集超声波数据,然后,视觉处理模块接收图像、超声波数据并进行计算处理,最后,再把得出的定位信息通过CAN-Bus连接线传输给飞控系统,或通过USB/UART连接线传输给其他智能系统,从而实现辅助测速、定位和障碍物感知等功能。项目团队综合考虑了飞行高度、无人机通讯距离及无人机续航时间等因素后,选择结合电站建设时的CAD图纸数据,利用图像处理的思路,先将电站进行分区,最终实现不规则多边形区域的高效率、短时间的路径规划。提出了一种粗定位+精确定位的方法,解决了100米高度对单块光伏板的精准定位问题。在粗定位阶段,采用了SURF尺度不变算法,对无人机初始飞行点进行匹配定位,给出光伏板区域的大致方位与距离。通过透视变换的方法对摄像头校准,使其保持与光伏板相对水平的位置,避免采集图像的过程产生畸变。在无人机飞行的过程中,反复采用这套粗定位方法对无人机的飞行航线进行调整,使无人机镜头始终保持在待识别区域的正上方并与目标区域保持相对水平的角度。在精确定位阶段,用机器学习+图像特征的融合算法对采集到的图像进行处理,该方法精度高,处理速度快,且具有较好的自适应性,可完成整套定位过程。
[成果] 1800120679 北京
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:面向无人机遥感网络作业的应用需求,建立了无人机遥感网运行管理系统,实现了无人机遥感网资源的有效管理、无人机作业任务的协同规划与指挥调度、遥感快视数据的远程实时显示以及遥感成果数据的三维可视化展示等功能,形成了满足无人机遥感网应用需求的无人机资源配置、指挥调度与运行管理平台,为无人机遥感网的规模化、规范化运行管理提供了技术支撑。成果创新性:突破了无人机遥感网任务规划与指挥调度技术,建立了无人机遥感网任务规划与指挥调度系统,实现了无人机遥感任务协同规划、无人机资源统一调度管理,为无人机网络资源快速配置、指挥调度与有效管理提供了技术保障。在国内民用应用领域首次实现了无人机遥感快视数据通过中继卫星传输的跨区域远程实时显示,数据传输带宽达到9.6Mbps,为无人机遥感作业数据获取的远程实时监视奠定了技术基础。无人机遥感网运行管理系统已申请软件著作权。成果独占性:无人机平台和遥感载荷资源数量众多,遍布全国各地,不同的无人机对遥感任务实施工作的规程与任务规划方法不同,通过研究无人机遥感网任务规划与指挥调度技术,采用工作流引擎技术建立无人机遥感网任务规划与指挥调度系统,实现了无人机资源有效管理与任务执行指挥高效调度,解决了无人机网络资源快速配置、指挥调度与有效管理等问题。针对无人机遥感作业数据获取的实时远程监控,构建了基于中继卫星链路的实时数据传输和遥感数据快速显示系统,能够实时传输全国土范围内作业的无人机姿轨数据和遥感数据,通过遥感数据快速显示系统实时显示,为远程监控和指挥人员提供了可靠的无人机遥感作业监控技术手段。无人机遥感网资源数据包括无人机资源数据、载荷资源数据、基础地理信息数据、飞行过程中远程传输的飞行诸元数据、遥感快视数据及成果数据等。通过研究无人机遥感网资源综合管理技术,解决了无人机遥感网资源数据统一管理,快速查阅的问题。成果盈利性:该系统可根据规模化遥感应用需求,进行无人机遥感任务的协同规划与统一指挥调度,实现了无人机遥感网资源的快速配置,具备全国土范围内作业的无人机姿轨数据和遥感数据的实时展示能力,提升了无人机遥感网的协同作业效率,降低了无人机遥感资源的运营成本,能有效支持我国环境、减灾、农业、水利等行业的业务应用以及相关科学研究工作的开展,对于推动无人机遥感网的规模化、规范化运行管理具有重要意义。成果持续性:中国科学院光电研究院对地观测技术与应用研究部作为本成果研发团队,确立了对地观测地面系统工程、数据质量监测与评价、新型遥感器机理与应用三大学科领域。近年来,取得了丰硕的科研积累,发表学术论文240余篇,其中SCI/EI收录90余篇,出版专著3部,获得发明专利16项,计算机软件著作权22项,获省部级科技进步奖5项。成果先进性:目前国内外现有无人机遥感网任务规划系统主要是针对简单无人机作业进行规划,多无人机协同规划技术的研究成果较多,但应用于实际作业任务的少之又少。该系统应用了无人机协同规划、无人机网络资源调度技术,在多次飞行作业任务中发挥了重要作用,有效支持了任务的规划、指挥调度与远程实时监视。系统具备基于任务申请、无人机资源、载荷资源、数据传输链路资源等多约束条件下无人机协同作业规划能力、无人机作业状态三维可视化展示能力、无人机资源及载荷资源存储管理能力、无人机遥感影像数据存储管理能力及数据共享服务能力,可满足各类无人机航空作业任务规划与指挥调度需求。
[成果] 1700520243 上海
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:为实现中华民族航天梦,满足载人航天与探月工程需要,中国自行设计建造了新一代火箭(5m/7m直径)力学试验及垂直总装测试厂房。项目组针对厂房“高”-世界最高的单层混凝土结构、“重”-世界最重562t平开钢大门、“精”-土木工程领域最高精度的预埋要求、“特”-火箭测试平台、81m高空吊车、大面积泄爆墙等特点开展研究,形成该领域中国独有的建造技术,完成了新一代火箭天津力学试验厂房和海南文昌垂直总装测试厂房建设,主要创新成果如下:1.百米高单层结构建造关键技术:首次提出百米高空混凝土重型屋盖超高模架支撑结构体系设计与稳定性防控方法,研制出基于“多单元组合式竖向桁架+模块化水平稳定装置”的超高支撑结构体系与自动操控倒挂式双向吊运装置及构件拆除工艺,解决了室内净高世界第一的重型混凝土单层结构屋盖施工难题。首次提出百米高空钢结构屋盖结合建筑自有设施的“免支撑”安装新方法,发明了基于自身桥吊的可拆卸焊接操作平台与屋盖桁架安装装置,实现了高空钢桁架绿色施工,创造了百米高空平台滑移钢结构安装技术的新纪录。研发出可周转双向定型悬挑平台及单层百米混凝土柱垂直度控制技术,解决了百米高混凝土无板框架“连续高支”模架与垂直度控制难题,首次实现单层百米混凝土柱与普通建筑单层柱高垂直度偏差同等施工要求的精准控制。2.建筑工程大面积群组埋件亚毫米级高精度预埋技术:针对火箭试验工位埋件量多、离散、精度高等特点,首次研发了超大空间混凝土现场预埋多维同步影像定位测量技术,提出了建筑领域超高精度测量新方法;研制了18Cr2Ni4WA重型埋件(单支重1.5t、长度2.63m、承拉620t)高精度制作加工工艺,发明了大型组装式群组工位埋件整体预埋(IT7级高精度)定位胎具及微矫纠偏技术,实现了5184m2范围内262个离散布置重型埋件同系位置度精度≤0. 5mm,多点协调精度远高于国家规范(单点定位精度≤5mm)的要求;研发了减少混凝土施工及后期形变对埋件精密定位影响的系列控制技术,实现了钢筋混凝土中群组工位埋件与大型航天精密设备精确匹配的预期目标。3.火箭试验及垂直总装测试专用关键设施安装技术:研制了国内外首例81m高562t重型组合平开门系统安装技术;创新了铝镁锰板立面咬合式抗极值风压的泄爆墙体系施工工法,研发了火箭专用新型多级自控活动平台安装及调试技术,发明了室内81m高狭小空间(顶面净高<1.3m)非标百吨吊车自动操控就位安装方法,为新一代火箭试验和垂直总装提供了先进的重要设施。项目成果已成功应用于天津新一代运载火箭产业化基地及海南文昌航天发射场等53项工程,并为2016年长征7号/5号运载火箭的成功首飞提供了可靠设施保障。主编行业标准1部,获国家专利52项,其中发明专利17项,工法29项,发表论文36篇,获中建总公司科学技术奖一等奖,取得了显著的经济和社会效益,推动了中国航空航天建设领域的发展,促进了建筑行业的科技进步。
[成果] 1800120357 陕西
V26 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:项目将在4年内开展以下几个方面研究工作:高精度、高稳定性激光选区熔化装备设计与研制;激光选区熔化全流程集成控制软件开发;激光选区熔化增材制造装备工艺数据库及标准规范形成。项目阶段性成果:(1)项目在国家重点研发计划项目——增材制造与激光制造专项支持下,突破了面向平台互换性和动态稳定性的模块化、智能化装备设计方法,高难度复杂零件的装备高稳定性和可靠性制造技术,研制出高精度、高稳定性SLM 增材制造装备,使其达到:成形效率≥ 45立方厘米/ 小时、最大成形尺寸250毫米×250毫米×400毫米、装备无故障运行时间≥ 2400小时等国际先进技术指标。(2)西安铂力特激光成形技术有限公司自主研发的BLT-C600型、BLT-C1000 型激光成形/ 修复设备,利用自主研发的同轴送粉器有效的达到了激光能量输入与粉末输送的最优化匹配,能够根据不同材料参数自动进行加工策略调整,并对打印过程中的工艺参数进行监控及记录,设备技术达到了国际先进水平。BLT-C600型设备最大成形尺寸600毫米×600毫米×1000毫米;BLT-C1000型设备最大成形尺寸1500毫米×1000毫米×1000 毫米。
[成果] 1700470283 北京
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:希望二号卫星在轨六星组网开展分布式大气密度测量试验,为提高中国低轨航天器轨道预报精度提供数据支撑,同时开展空间业余无线电活动。卫星采用平台和载荷一体化设计,具备轨控能力,通过六星在轨飞行验证微纳卫星技术和产品,促进通用化、标准化微纳卫星产品体系和应用建设。 技术创新点: 1)构建了国际首个异轨、多点大气密度原位探测星群,获取大气原位密度数据用于修正NRLMSISE-00模型,将模型精度的均方差误差由20%降至6%。 2)国际首次融合SLR/多频GNSS /VLBI/扩频应答机四种空间测定轨技术的联合定轨,实现微纳卫星优于30厘米级定轨精度的指标。 3)提出UV天线与结构一体化设计方法、工作模式自主管理技术,首次实现多功能、高密度、适用于1kg级卫星的空间电台,实现遥测遥控、线性转发、星间组网通信三位一体的功能。 4)提出微纳卫星自主健康与自主恢复等方法,大幅增强了基于商用COTS器件的系统稳定运行能力;研制了基于记忆合金的星星分离机构,实现了冲击低,安全性好、运动空间小的无火工品解锁机构。 希望二号卫星于2015年9月20日发射入轨,经在轨测试,功能性能全面满足指标要求。通过大气密度原位探测试验,获取大量载人航天轨道大气密度数据,对参数异常、太阳活动事件、周期性地磁暴、强地磁暴等事件进行实时监测。同时其承载的微小型试验载荷填补了中国一些新技术领域的空白,实现了中国应用型皮纳卫星领域的新突破。 科学及工程效益: 希望二号在轨获取载人航天轨道高度大气密度数据,为载人飞船、空间站等长期在轨安全运行和交会对接提供数据基础,其研究成果可直接应用于“载人航天工程”及后续的空间站计划。同时,希望二号卫星基于获取的高精度、高密度数据,可以对空间大气环境扰动事件进行预报、警报、实时监测,以开展大气环境参数的修正,并对参数异常、太阳活动事件、周期性地磁暴、强地磁暴等事件进行预报、警报和实时监测。通过希望二号专星探测,可以获取太阳活动整个周期、尤其是峰年和谷年期间的数据,利用这些连续运行得到的全周期的大量高精度大气探测数据,将为研究分析太阳爆发活动和地磁扰动期间大气密度的变化特征、以及对轨道的影响程度提供数据基础。 社会效益: 希望二号卫星建立空间无线电台,提供业余无线电服务:为全球业余无线电爱好者提供线性转发和CW信标服务;为全国中小学生开展卫星科普活动提供环境。
[成果] 1800120459 北京
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:建立船载无人直升机海洋观测系统,面向海上监测典型应用,完成海上船载飞行试验,验证和突破船载无人机起降和多传感器协同进行海洋观测的技术,为构建中国海洋观测实际业务系统,提升中国海洋维权、海上执法、海洋应急减灾能力奠定坚实技术基础。主要研究成果:船载无人机海洋观测系统融合了微型化、低功率传感器技术、船载无人直升机技术、多传感器协同观测与数据融合技术等多个学科领域的关键技术,具有大跨度、多学科交叉的特点,属于国际研究的前沿。该课题在船载无人直升机起降、微型化传感器研制、多传感器数据融合处理、知识产权与人才培养等方面成果丰硕。(1)国内首套船载无人机海洋观测系统装备。(2)面向运动船体的船载无人直升机起降控制技术。(3)微型低功耗全极化SAR系统技术。(4)小型相干多普勒测风激光雷达技术。(5)多传感器协同海-陆-气一体化观测与数据融合技术。
[成果] 1700470385 北京
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:继探月工程一期、二期圆满完成月球“绕、落”任务后,探月工程三期将实现中国首次月球土壤采样返回任务,为国家重大工程项目。探测器自月球返回采用特殊的半弹道跳跃式再入返回轨道,以接近11.2km/s返回着陆,这对返回器与轨道器的分离点(高度约5,000km)轨道精度以及高速再入中惯性导航误差修正精度有着极高的要求。因此,在探月三期再入返回试验任务开展基于卫星导航自主定轨技术研究,利用高轨漏导航卫星信号实现月地转移轨道自主定轨,为精确预报分离点提供测定轨数据,高速再入着陆中利用卫星导航实现惯性导航累积误差修正,提高飞行器开伞及落点精度。 在探月返回任务中,即面临着高轨道空间可观测星数少、几何分布差、观测弧段碎片化、信号微弱及动态大等技术难题,又存在空间辐射强,小型化低功耗极为严酷的工程化要求。公司于2011年起开展了多项关键技术攻关,研制了探月服务舱GPS/GLONASS多星座高灵敏度高轨导航接收机,及返回器轻小型化导航接收机,并建立了半物理导航数据质量评估平台。主要技术创新如下: 1)在航天器处理资源有限的情况下,实现-173dBW功率信号捕获和-175dBW信号跟踪(不含天线增益),相比传统低轨导航接收机灵敏度提升近13dB;2)提出多模加权融合与动力学模型补偿相结合的实时定轨算法,实现了多卫星导航系统高轨航天器实时联合定位定轨;3)提出SOPC架构的导航信号快速捕获及捕获转跟踪补偿处理技术,解决了大多普勒频移下捕获转跟踪效率低的难题;4)采用理论分析↔机电热一体设计↔试验分析评估跨学科多手段交叉迭代评估方法及空间环境可靠性设计措施,解决了航天器高可靠性难题。 2014年10月嫦娥五号再入返回试验圆满成功,服务舱GNSS接收机国际上率先实现高度50,000km以下实时连续高轨道航天器自主导航,位置精度优于100m、速度精度优于0.1m/s,并创下了当时航天器跟踪导航信号的轨道高度达到130,000km的世界纪录(2014年10月);返回器接收机自4900km轨道高度开始定位,解决了SINS长时间的误差发散缺乏外部校正参考数据的难题,最终实现了509m开伞点和2.92km落地点精度。接收机各项技术指标满足任务要求,处于国际领先水平,并应用于2017年嫦娥五号任务。 依托该项目技术成果,成功的将卫星导航技术应用由低轨航天器拓展至中高轨领域,取得了探月、遥感、侦察、预警等高轨领域多个重大航天器卫星导航产品研制任务,产生经济效益逾数亿元,获授权专利7项,论文10篇,软件著作权3项。
[成果] 1700470311 北京
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:为适应高分辨率遥感卫星批产研制模式,实现高速海量数据分析、处理、判读的通用化、自动化、智能化,解决多卫星图像数据地面处理及判读系统快速集成、高速并行处理和有效判读问题,设计能满足多颗遥感卫星并行测试的统一方案架构,研究适合不同型号数据流的配置模式,构建高速并行处理系统,提供处理、显示、判读、分析、存储和订阅等全面的数据服务,最终实现通用数据处理与判读平台在遥感卫星领域的工程化应用。 该项目的主要技术创新点如下: 1)国内首次研发设计高分辨率遥感卫星通用数据处理与判读平台的总体方案架构,突破了极化复用模式AOS虚拟信道数据恢复、高速数据交换机制设计、GPU并行计算等关键技术,实现了对数传极化复用数据的自动化实时调度处理,解决了高速数据传输和处理瓶颈。 2)国内首次研发设计适用于批产卫星多星共用的数据处理系统,攻克了系统管理三层架构设计、处理节点插件式部署、软硬件资源动态管理等关键技术,通过资源的动态调配实现了多星共用软硬件处理资源,解决了多星并行测试资源共用的难题,设备综合服务能力达到国内领先水平。 3)国内首次研发设计智能化的任务实施算法,攻克了智能数据流和动态任务规划算法、处理模块快速重构、工作模式灵活设置等关键技术,通过智能化的系统管理接口设计实现全局数据流的灵活配置,支持实传、记录、回放多种工作模式,解决了去型号化的难题,任务智能化实施水平达到国内领先水平。 4)国内首次研发设计海量图像数据自适应相关性比对判读算法,实现了遥感卫星测试从传统模式下人工判读到机器全程自动化判读的重大技术跨越,攻克了海量图像数据自适应比对判读、图像容错显示、数据全流程自动化判读等关键技术,成功解决了卫星多源载荷数据全幅面实时自动化判读比对的工程化难题,显著提升了海量卫星测试数据的判读深度和故障诊断能力。 该项目建成后已经在高分二号、高分三号、高分四号等多个民用遥感卫星中得到应用,在“高分辨率对地观测系统”国家重大专项工程中发挥了巨大作用。该项目采用通用化研制,节约研制经费近千万,十三五期间继续支持后续型号测试,可累计节约研制经费近亿元。通过该项目的建设,全面提升了中国高分辨率遥感卫星研制的质量和能力。该项目成果不仅应用于遥感卫星,也适用于其他对数据有高速处理、存储、判读和显示的工业领域,具有广阔的推广应用前景。
[成果] 1700470290 北京
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:气液共存状态下的流体系统在微重力条件下通常面临气液有效分离、液体可靠管理、介质稳定传输、传输量和剩余量高精度测量等方面的问题,直接影响到微重力条件下流体系统的功能和性能。以卫星推进系统为例,由于推进剂贮箱无法实现气液有效分离和稳定传输,导致目前在轨卫星不具备重复补加能力;同时由于推进剂消耗量和剩余量的精度限制,使得卫星推进系统的在轨寿命预测误差较大,无法充分发挥卫星的使用价值,造成空间资源的浪费。为了延长卫星在轨寿命,提升卫星使用效率,必须突破重复加注和推进剂消耗量高精度预测技术为目标等方面的技术难题。 该项目以实现微重力条件下流体系统的重复补加和剩余量的高精度测量为目标,突破微重力条件下贮箱气液有效分离和可靠管理、空间微型泵流动稳定性控制、超声波高精度流量测量、密封接口多自由度误差补偿柔顺对接、非接触式高精度剩余量测量、微重力流体的试验验证等关键技术,使流体系统在微重力条件下具备重复补加能力,同时将流量测量精度提升至0.5%,将剩余量预测精度提升至±3个月,实现了微重力条件下流体的高效管理与高精度控制,各项技术指导达到国内领先、国际先进水平。 该项目取得发明专利20余项,形成技术标准6项,发表论文30余篇,发表专著1项,获得7项科技奖励,取得了丰硕的研究成果。研制的轻质长寿命板式表面张力贮箱、超声波流量计、零泄漏空间微型泵、高精度超声波流量计等新型产品完成了在轨验证。非接触式高精度剩余量测量方法被广泛应用于各类卫星寿命的预测,大幅提升了卫星寿命预测精度,提高了卫星在轨利用效率,产生了巨大的直接经济效益。同时,该技术还可以广泛用于医疗、化工等领域,实现恶劣环境下流体系统的自动化远程控制,具有巨大的社会效益和应用前景。
[成果] 1800120350 吉林
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:课题所属项目航空地球物理勘察技术与装备。针对航空高效率探测地磁场、电磁场、浅层穿透(雷达)、地表综合遥感图像以及高精度地形等联合勘探任务需求,在中国直升机和无人机研制先进技术基础上,研发专门服务于地球物理探测需求的旋翼驱动、联合挂载、自主导航定位和地面控制相结合的新一代智能化“重载无人直升机”系统,研发满足特殊探测任务需求的低磁、防静电、轻型和高强度特殊材料,研制一整套硬架式组合搭载稳定系统。最终研制完成重载荷多项搭载功能的共轴双桨无人直升机搭载平台,具备垂直起降、快速平移和搭载组合功能,能够完成大半径、长航时和高低空无人驾驶航空勘探作业。研究内容:系统的总体技术方案设计;无人机机械系统设计、建模、仿真与计算;基于飞控系统的半实物仿真平台研制;无人机航电系统设计与集成;无人机样机试制与测试;可调式搭载系统设计、仿真与样机试制;地面站测控运输车设计与试制;地面测控系统集成和数据处理应用软件的研发工作;无人直升机系统环境磁噪声的实验测量工作;全套样机系统的集成及测试工作;无人机航磁梯度探测系统测试飞行。课题主要成果:(1)重载荷物探专用共轴双桨无人直升机平台:通过自主设计,采用共轴双桨布局来提高飞机的升重比,大量使用高强度、轻质、低磁材料作为机身主体框架材料,在保证机身强度同时降低飞机重量,进而实现在有限起飞重量情况下提高任务载荷量;桨叶和机身蒙皮大量采用低磁低静电复合材料,尽量降低飞机的本体电磁干扰噪声;研制适用复杂环境作业的无人机飞行控制算法,利用自适应和鲁棒控制集成控制策略,提高无人机的智能化作业水平。课题研制的重载荷智能化物探专用无人直升机样机主要技术指标:最大起飞重量400千克;最大任务载荷100千克;巡航速度≥100千米/小时;作业半径100千米;实用升限≥3500米(海拔);留空时间≥3小时;悬停定位水平方向CEP(圆概率误差)≤5米;悬停定位高度方向误差≤1.8米;直线航线飞行误差≤15米;滚转、俯仰角≤±5°;可搭载航磁测量设备,并预留技术升级空间以适应其他物探设备。(2)硬架可调式航磁梯度搭载装置:根据共轴双桨无人机电磁干扰分布情况,设计硬架式航磁梯度搭载装置,采用高轻度、低质、低磁、低静电材料作为搭载装置的材料,保证搭载装置正常工作情况下使其重量最小;探头夹持部分采用角度可调式机械设计,在不同地理区域作业时,尽量保证磁场方向与探头轴线方向垂直,提高探测信号强度;搭载装置与无人机进行振动优化设计,降低机体振动对磁力仪工作带来的影响。(3)无人机移动平台与高灵敏度磁场探测传感器的耦合匹配技术:通过设计周密的试验方案,进行大量野外实验,完成了无人机移动平台与高灵敏度磁场探测传感器的耦合匹配试验,确定了无人机航磁系统配置方式,在保证机械结构稳定性的前提下,尽量降低无人机平台对航磁传感器的影响。(4)适合复杂区域作业的无人机自导航飞行控制策略:无人机在不同作业环境,其控制方法是不同的,集成控制策略将PID控制、自适应控制和鲁棒控制等多种控制算法有机集成,通过设计切换方法,实现算法间优势互补,提高各种控制算法的整体控制效果,尽量减少控制算法的缺点对控制的影响,进而提高无人机在复杂区域自导航飞行、自主起降、障碍规避的控制能力。(5)发表论文和其他成果:获得自主知识产权包括:获得发明专利5件;获实用新型专利2件;发表学术论文8篇,其中SCI检索2篇,EI检索4篇;培养硕士研究生6名,博士研究生5人。
[成果] 1700450367 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:传统运用无人机进行三维地理信息重建时,需要相机在同一位置以五个不同角度各拍一张相片。这五个角度分别是前45度、后45度、左45度、右45度和垂直向下。传统作业方法有以下两种:在无人机上同时安装五台相机,分别调整为以上五个角度。无人机飞到拍照点时,五台相机同时曝光得到五张航片。该技术的缺点是五台相机一起安装所占体积和重量都比较大,小型无人机无法安装使用。如在大型固定翼无人机或多旋翼无人机上安装,会因大载重,严重影响无人机的续航时间。优点是操作简单,一个架次即可完成数据采集。在无人机上安装一台相机,角度调整至以上五个角度之一。飞完一个架次后,人工将相机调整至另一个角度安装,沿着上一个架次的航线再飞一遍。同一条航线飞行五个架次后即可完成数据采集。该技术的缺点是同一条航线要飞五次才能采集完各角度的相片,效率低下。优点是对无人机载重量的要求低,小型无人机即可完成。新型的无人机倾斜摄影云台,适用于无人机航拍三维地理信息重建时的数据采集。将一台相机安装到该发明说述的旋转云台上。当无人机到达拍照点时,云台控制器控制相机在初始位置(后45度)进行一次曝光,同时记录曝光点的POS信息。完成曝光后云台带着相机迅速旋转到下一个角度(垂直向下)进行第二次曝光。最后转到第三个角度(前45度)进行第三次曝光。完成后控制相机回到初始位置,完成一个拍照点的拍摄。通过旋转云台的辅助,一台相机在一个拍照点就可以完成三个角度航片的拍摄。飞机落地后,人工将云台旋转90度安装,沿着之前的航线再飞一个架次,即可完成五个角度的数据采集。可取代原始作业方法,大幅提高作业效率。该云台由机械部分和电子部分组成。结构轻巧,成本低廉,可靠性高。
[成果] 1700450366 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:随着无人机高新技术的迅猛发展,无人机在各领域的应用也越来越广泛。但是当无人机的无线通信信号遇到遮挡物或者其他干扰信号干扰时信号会被中断,导致操控人员不能及时的掌握无人机的飞行状态以及位置。因此无人机上安装GPS追踪器变得尤其重要。无人机GPS追踪器主要应用于无人机追踪系统技术领域,它适用于追踪无人机的飞行轨迹,可以让操控人员及时掌握无人机的状态。该无人机GPS追踪器主要由数据处理模块,数据存储模块,GPS模块,GPS信号接收天线,信号灯模块,电源模块,GSM/GPRS网络模块,GSM/GPRS数据接收天线,远程监控平台,按键模块组成。该追踪器由电源模块连接无人机动力电池取电。工作时,GPS模块通过天线接收数据可获取无人机追踪器的定位信息。处理模块处理GPS模块接收的位置信息以及飞行状态信息后通过GSM/GPRS模块3将数据回传到远程监控平台。数据存储模块可存取GPS模块的信息,避免人机在没有信号的情况下丢失数据,当信号恢复后立即回传飞行轨迹和数据信息。该GPS追踪器简单,体积小,成本低廉,可以在无人机作业时及时了解无人机的飞行状态及位置。特别在无人机数据传输链路出现中断时,追踪器可以实时回传数据到远程控制台显示无人机的飞行轨迹,显示无人机的电量消耗情况,电压,高度,星数,坐标。在无人机出现事故坠毁或者飞丢时,也可以及时寻找无人机出现问题的原因或者飞丢地点,实用性非常好。
[成果] 1700450365 广西
V27 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:弹射架是固定翼无人机常用的起飞辅助工具,无人机的起飞方式主要有滑跑起飞、垂直起飞、弹射起飞、手抛起飞、弹射起飞,手抛起飞技术要求高,危险性高,操作者有被无人机螺旋桨打到手的危险,因此弹射架就成了一种广受欢迎的起飞辅助设备。多数弹射架难控制,易变形,弹射成功率低,固定翼无人机常常需要野外作业,野外环境恶劣,对弹射架的稳定性、易操作性等性能要求就更高了。该发明致力于发明一款易操作、稳定性高、弹射成功率高的弹射架。该专利弹射架,总重19kg,长宽高237*70*2000px,由滑轨、支撑柱、无人机支撑架滑车、滑车减震装置、手动绞盘、滑车支架限位装置、滑轨折叠结构、滑轨连接轴、弹力绳等组成。滑车支架限位装置可以安全方便地控制滑车不会失控弹出;滑车减震装置用来消减滑车弹出时过大的冲击力,使弹出飞机的飞行轨迹不受影响,同时保护弹射架的部件;弹力绳与绞盘的结合,使操作人员可以轻松的将连接弹力绳的滑车拉到弹射位。同时,该弹射架全部采用铝制结构,稳固,滑轨不易变形,滑轨连接紧密,平滑,弹射成功率高;可折叠,易携带,总重19kg,方便外出作业,折叠后长1.2米左右,可放入汽车后备箱;通过绞盘将无人机支撑架滑车拉到弹射位,轻松省力,易操作,是固定翼作业的得力助手。
[成果] 1700470302 北京
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 该项目旨在针对中国新一代航天器性能指标高、技术跨越大、复杂程度高、载荷容量大、可靠性要求高等特点,研究航天器信息设计的新模式、新方法和新技术,研究具有先进性、实用性和通用性的通信卫星信息系统协同设计与仿真验证技术,解决卫星研制任务中的瓶颈问题。 主要技术创新点: 1)首次提出了基于整星信息融合与综合决策的航天器总体设计方法,建立了以信息流为基础的整星设计模式,实现了星载信息需求分析、信息流向设计、信息实现、信息网络仿真验证与星载信息管理的一体化系统设计与验证技术,基于信息融合完成整星的综合决策,对星载信息、任务、资源进行优化调度,大幅提升了航天器总体设计水平。 2)首次提出了航天器信息系统通用建模方法和中间件协同交互方法,研制了星载信息协同设计子系统,解决了传统研制业务模式下各系统、业务、流程孤立的问题,实现了星载信息全流程的接口统一与协同设计。 3)首次提出基于信息融合和相关性模型的信息测点选取和流向自动配置方法,基于卫星海量数据分析和故障相关矩阵,设计了信息获取、测点排序与优化配置组件,完成信息流向智能化自主设计,解决了大型复杂航天器中信息测点/传感器众多但无法定量评估的问题。 4)提出了一种基于数据和信息流的星载自主故障诊断与重组方法,针对影响卫星系统运行的信息流节点故障,设计了星载设备的信息状态表和信息流冗余通道重组方法,解决了航天器信息系统无法自主故障检测和恢复的问题,显著提升了新一代航天器的FDIR能力和智能化水平。 5)针对大型航天器信息种类繁多、信息节点数量庞大、信息网络拓扑结构复杂、分析过程困难、验证测试对象之间差异大等难点,提出了一种针对星载信息的一体化仿真验证技术,研制了全物理、半物理、全数字于一体的自适应信息网络仿真与验证平台。 成果产生的价值: 该技术是中国航天器设计领域一次重大突破,其研究成果已经成功应用于中国多个航天器星载信息设计,有效解决了中国大型航天器研制过程中的瓶颈问题,提升了卫星研制质量,缩短了卫星研制周期,有助于加速实现中国空间领域力量的部署,提升中国航天的国际地位,具有重大社会、经济意义。 此外,依托于该技术的研制成果,中国空间技术研究院研制的卫星模拟器用于亚太九号、老挝一号国际商用卫星研制过程中。 该项目实现的关键技术获得授权国家发明专利10项,发表科技论文5篇,技术水平总体达到国际同类先进水平。
[成果] 1700340531 上海
V41 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:该项目属于航天器热控制技术领域。 该项目主要研究具有复杂轨道外热流和内功耗的航天器热控制问题,此类航天器具有光照角变化大、内功耗变换剧烈、无理想散热面等特点,项目解决了复杂热环境下高适应能力航天器热控制难题。 项目具有三大技术创新:发明一种航天器用高可靠电控隔热屏,散热面积调节能力≥1平方米,突破大面积可移动散热面控制技术,解决光照角变化大、无理想散热面条件下的航天器热控难题,并实现电控隔热屏国内首次在轨应用;发明质量更轻、传热能力更强的“Ω”形轴向槽道热管,传热能力增加约130%以上,突破远距离、高效热传输技术;发明多层柔性丝网固定装置,可固定面积≥1平方米,面密度≤0.1kg/平方米,突破大面积多层轻量化固定技术;发明用于空间金属表面间的隔热连接装置,突破空间金属表面间的高效热隔离技术,解决航天器低资源消耗高效率被动控温难题;提出使用电控隔热屏、回路热管、“Ω”形轴向槽道热管等主被动热控制方法,突破高适应星载主动控温技术,弥补以往航天器只有主动升温能力,或主动升温能力强、降温能力弱的不足,适应光照角在-90°-+90°随机变化,解决航天器各阶段、各种光照角、内功耗剧烈变化的热控难题。 该项目研制过程中,申请专利20项,其中发明专利17项;已获授权专利11项,其中发明专利8项;登记软件著作权1项;发表论文11篇。项目成果水平处于国内领先、国际先进。 该发明已经成功应用于实践十六号卫星,解决了该航天器光照角变化大、无理想散热面、内功耗变化剧烈的热控关键技术,取得了极大的经济效益和社会效益。该项目发明的高适应星载主动控温系统和高可靠电控隔热屏可推广应用于倾斜轨道、地球同步轨道、深空探测等具有复杂交变空间环境和内功耗航天器,具有重要的军事效益和政治效益。该项目发明的轻质高效“Ω”形轴向槽道热管、多层柔性丝网固定装置、空间金属表面间的隔热连接装置已推广应用于风云系列、高分系列等航天器,具有广泛的应用前景。
[成果] 1700340533 上海
V47 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:浦江一号快速响应卫星结构与机构技术属于航天器结构与设计学科,应用于航天器结构与设计领域。为满足快速空间响应系统快捷、灵活的任务需要,研制的一款具有快速响应能力和宽适应能力的新型卫星平台,用于应急发射,如民用救灾、快速侦察等领域。在满足卫星结构常规功能的同时,要求具备快速设计、快速制造、快速装配、快速测试和快速发射等能力。 该项目围绕发展快速响应卫星的新需求,在“浦江一号”卫星型号的支持下,开展了深入系统的研究工作,主要技术进步和创新如下:整星结构采用标准化、模块化和柔性化结构设计,实现了快速响应卫星的标准化、柔性化设计、快速制造、快速装配与集成,使整星结构的装配时间控制在7天以内,在整星的应急装配和快速发射方面取得了突破性的技术进步;提出了承力筒+碳纤维框架承载的结构设计,使整星结构的横向和纵向刚度达到31.625Hz和109.199Hz,能够承受横向2g、纵向12g的过载要求,为整星“三平一垂”的对接、测试、运输和发射奠定了基础,通过轻量化结构设计使结构重量占比由15%降到11%,在小型卫星结构设计上处于国内领先水平;为降低解锁分离产生的爆炸冲击,创新开发了绳索型热切割式低冲击柔性压紧释放新装置,替代了传统火工品爆炸解锁模式,使解锁冲击由2000g降为50g,利用绳索的可更换性和热刀的可重复性,在地面可实现100次级的重复使用能力,取得了航天器在轨压紧和释放技术的重大突破。 主要技术指标如下: 承载重量≥450kg; 包络尺寸≤φ1200mm(运载包络为φ1200mm); 结构质量≤50kg(结构占比为11%,常规卫星大于15%-18%); 结构刚度横向:≥30Hz,纵向:≥50Hz(相当于常规运载的2倍); 过载要求横向:2g,纵向:12g(相当于常规运载的2倍); 解锁冲击加速度≤50g(比常规火工品低2个数量级); 结构装配时间≤10天(缩短至常规小卫星的1/5时间)。 在该项目研制过程中,共获得9项专利授权、2项计算机软件著作权,发表企业标准1项、论文2篇。 该项目技术难度大、创新性强,拥有多项自主知识产权,经鉴定,整体技术达到国内领先、国际先进水平。该成果已成功应用于上海航天八院研制的“浦江一号”卫星的首飞,为整星的按时发射奠定了基础,并为后续型号的研制提供了先进的结构与机构平台,特别是针对应急灾变和快速侦察等突发状况,可搭载成像、通信、导航、遥感等载荷进行应急发射,在未来小型卫星型号的快速研制中应用前景广泛,具有重要的推广价值。
[成果] 1700340537 上海
V 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:项目背景:随着中国近年来低空空域管理改革的推进,制约低空空域飞行器飞行限制的瓶颈逐渐消失,低空小型飞行器迅速成为低空开放空域的主流飞行器。但由于这些飞行器有着飞行升限低、飞行速度慢、目标反射面积小的特点,使得现有的空中监管系统很难发现目标;加上低空空域受地杂波、城市电磁干扰影响较大的复杂探测环境,使得低空的空情和气象信息更难以准确掌控。这种情况不仅影响了现有空中交通运行效率,更对城市的低空空域安全造成隐患。因此,迫切需要建立有效的城市低空空域监视系统,保障低空空域安全。由于非合作目标监视设备探测普适性强,合作目标监视设备精度高,信息量大,将非合作目标监视设备和合作目标监视设备的各有优势结合,由多种监视设备协同工作,二者互为补充、互为备份的监视管理系统,成为低空空域监视技术发展的必然方向。项目主要内容:城市低空监视雷达网系统属于信息技术领域,是针对通用航空低空空域开放随之而来的低空飞行效率、空域安全隐患等低空空域监管需求设计的一套监管系统。由监视管理中心、一部或多部低空监视多功能雷达、一部合作式监视设备和宽带无线通信系统组成,采用主动和被动相结合探测方式,部署成星状拓扑网络结构。技术创新内容:系统主要技术创新内容包括:低空慢速小目标检测技术,解决通用航空开放空域内“低小慢”目标难以发现的难题,实现了低空慢速飞行的小型飞行器有效探测,达到了城市环境下优良的目标检测效果;目标和气象探测兼容技术,在低空监视多功能雷达上实现了目标和气象同步探测功能,解决了目标监视与气象探测的系统资源矛盾,达到一部雷达上实现多功能性、经济性的效果,与同类产品相比,成本价格大幅降低;多源数据融合技术,解决了多传感器组网系统中目标冗余和目标分裂的难题,提高了系统整体探测精度,实现了多数据源传感器的信息融合和整体、统一的空情显示。应用推广情况:城市低空监视雷达网系统已在沈阳市法库通用航空机场应用,通过对机场起降的多架次通航飞机的跟飞,证明系统可对通用航空慢速飞行的小型飞行器进行有效的探测和跟踪,低空探测性能优良。验证了该系统的有效性,未来可应用于通航机场、低空开放试飞区、城市敏感区域低空安防、边境低空监管等领域,经济效益显著。在社会效益上,通过城市低空监视雷达网系统的建立,能够有力推进地方低空开放进程,提高低空空域运行效率和安全性,为城市运行安全、智慧城市建设等社会公共服务航空领域提供有效保障。技术成果:申请专利3项:《低空监视雷达的气象信号处理IP核及其实时数据排序方法》、《一种通用航空多源信息监管平台及其方法》、《方位旋转相控阵雷达目标监视与气象探测兼容方法及系统》。发表论文及专著6篇:《低空空域监视及通用航空管理》、《模糊聚类信息融合算法在异构多传感器网络中的应用》、《低空监视雷达气象信号处理的设计与实现》、《低空监视雷达复杂环境下的最优CFAR设计》、《低空空域监视和气象探测多功能雷达网》、《低空监视雷达组网关键技术研究》。软件登记2项:《低空气象信息处理软件》、《低空目标探测处理软件》。
[成果] 1700340539 上海
V41 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:项目所属科学技术领域及项目背景:该项目通过力学环境模拟试验的关键技术研究,掌握大型卫星相关地面试验方法,为中国后续军用大型卫星提供技术支撑。针对大尺寸、复杂结构卫星,在现有设备不能满足整星地面力学试验情况下,通过动力学环境预示及卫星各级、各舱段耦合分析等技术的研究,获取舱段界面处的加速度、力等输入条件,实现大型复杂卫星分舱段进行振动,同时对多轴振动试验的失效模式进行试验验证,更真实地模拟实际的动力学环境。主要研究开发内容及解决的主要技术问题:针对大尺寸、复杂结构卫星,在现有设备不能满足整星地面力学试验情况下,通过动力学环境预示及卫星各级、各舱段耦合分析等技术的研究,获取舱段界面处的加速度、力等输入条件,实现大型复杂卫星分舱段进行振动,同时对多轴振动试验的失效模式进行试验验证,更真实地模拟实际的动力学环境。技术创新点与创新程度:提出了基于关键部位响应等效原则的分级振动试验条件制定方法,开发了动力学环境预示软件,实现了大型复杂卫星分舱段边界条件等效与整星环境模拟。提出了一种基于频响函数矩阵求逆的控制策略,实现了卫星分舱段振动试验的最优控制,分舱段振动试验控制误差小于2%。提出了基于偏相干残差法的多轴振动试验系统辨识方法,实现了在线实时辨识,提高了系统辨识的稳定性。采用MIMO解耦最优控制策略,开发了多轴振动试验控制系统,在国内首次实现了整星上的应用,控制精度达到±1dB。主要技术指标:分舱段振动试验、整星振动试验,试验控制误差小于15%;分舱段与整星试验对比,承力结构主传递路径的响应误差小于20%;控制通道间的相位误差±2°;正弦扫频控制精度±2dB。发表论文、专利等相关知识产权情况:已获授权专利6项,撰写科技论文1篇。促进科技进步的作用及推广应用情况及经济社会效益:该成果可应用于“十二五”期间在研和预研的分舱设计的卫星型号,包括:SAST8000平台军用卫星(变轨舱)、SAST5000平台军用卫星、大型遥感军用SAR系列卫星、新一代电子侦查卫星、天宫Ⅱ实验舱等的地面力学试验问题研究。能大大提高卫星的研制水平,可以降低试验成本、缩短试验周期、提高试验安全性和可行性。
[成果] 1700340540 上海
V 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:项目所属科学技术领域及背景:该成果属于航天器地面设备及技术保障领域,主要应用于在地面对新一代高精度气象卫星开展空间环境模拟试验验证。FY-4卫星是中国新一代静止轨道气象卫星,主要任务是全面提高对地球表面和大气物理参数的多光谱、高频次、定量探测能力,实现高轨三维遥感,为数值天气预报提供大气探测参数。研制存在四大技术难点:所处空间外热流环境变化剧烈,热设计精度要求高;光学载荷定量化程度要求高;空间分辨率高达1像元;光学载荷光谱定标对微振动和噪声要求高。主要研究开发内容和解决的主要问题:该项目以FY-4卫星为代表的新一代高精度气象卫星为研究对象,针对其地面试验需求,开展了高准直太阳光谱模拟试验技术和高精度定量化红外定标试验技术研究,建立了多项试验功能集成的F4H试验系统,对FY-4卫星关键载荷进行地面试验验证,以解决型号研制中的瓶颈问题。主要解决了以下难题:大型光学载荷地面模拟空间环境下高精度红外定标技术;空间环境下高准直太阳光照外热流模拟试验技术;空间环境下大型相机瞬时视轴变化测试技术难题;高精度定标试验微振动技术难题。技术创新点与创新程度:提出了真空低温环境系统、太阳模拟器系统、光谱定标、辐射定标系统一体化设计方案,成功研制了高精度气象卫星空间环境模拟试验系统,填补了新一代静止轨道气象卫星大型光学载荷真空低温下地面试验装备的空白;突破了真空低温环境下高准直太阳光谱模拟试验技术,研制了太阳模拟器系统,通过辐照参数在线检测和协同控制,实现太阳模拟辐照范围Ф1米,热流均匀性3.3%,准直性达到±1.5°,辐照强度在0.7-1.3个太阳常数范围内可调,解决了新一代静止轨道气象卫星大型光学载荷地面热试验高精度热流模拟难题;采用高精度辐射与光谱协同定标技术,实现了真空低温环境下的光谱定标,满足了FY-4卫星新型光学载荷高精度(10ppm)定标要求;突破了复杂环境下振动抑制技术,建成后系统敏感频段微振动量级优于10-4g,保障了光学载荷高精度(15微弧度)定标要求;提出了基于故障预测模型和全过程数据监测的深低温地面模拟技术,保证了试验的高可靠性。知识产权情况:该项目共申请专利8项,其中3项发明授权,2项实用新型授权,软件著作权登记5项,发表论文4篇。经济与社会效益和对科技进步的作用:该项目的成功实施,在系统设计上兼顾后续型号扩展需求,突破了光学载荷高精度真空辐射与光谱定标技术,具备了高精度太阳模拟器真空热试验能力,在地球同步轨道卫星光学载荷地面验证试验中成功应用的同时已推广应用到太阳同步轨道的星外关重部件的真空热试验中,对相关产品的热设计进行了精准验证;后续可推广到航天器飞行器太阳模拟器与红外灯阵组合模拟试验、太阳辐照状态图像配准试验等复杂环境验证试验中。并为后续类似航天飞行器地面试验设备的研制提供参考解决方案。
[成果] 1700180034 四川
[TP3, V26] 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:主要功能:联网登录后台服务器,查询和浏览网页及数字维修资料;通过FTP客户端,从后台服务器下载文件及解压压缩文件至SD存储卡;拍摄现场图片、短视频并传回服务器供分析处理;实时加密通话,方便现场维修人员与专家团交流沟通;语音命令识别,解放操作人员双手等。应用领域:飞机维修,宇航员执行任务,大型机械远程维修,远程医疗,军事作战现场等。特色及先进性:轻便可穿戴,双目成像眼镜,语音识别解放双手,通话加密,强大的后台专家资源支持等。解决的关键问题和实施后效果:解放了远程维修人员的双手,使维修现场能够得到后台强大的专家资源支持,实施后可以大大节省维修时间,解决更多复杂的维修问题。
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