高空气球为临近空间中的研究提供了可靠的低成本平台.目前高空气球球形一般直接采用"自然形"或以"自然形"为基础,但通用、简捷地求解"自然形"外形方程一直是个难点.将"自然形"气球外形求解问题转化为最优控制问题,利用最优控制领域成熟的求解工具——高斯伪谱法最优化软件包计算气球外形.此外,通过分析外形数据得到外形变化规律,设计通用算法求解任意球形控制因子、任意高度的"自然形"气球外形.结果 显示,该算法无须调参便可计算所需的"自然形"球形,便于科研人员快速获得大量所需球形数据.
高空气球 "自然形"气球 球形设计 高斯伪谱法