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    高分七号卫星总体设计与技术创新
    曹海翊, 张新伟, 赵晨光, 徐驰, 莫凡, 戴君
    中国空间科学技术    2020, 40 (5): 1-9.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0052
    摘要73)      PDF(pc) (5941KB)(58)   
    高分七号卫星(GF-7)是中国自主研制的首颗1∶1万比例尺立体测绘卫星, 是国家高分辨率对地观测系统重大专项的重要组成部分。卫星围绕“双线阵相机与激光测高仪主被动复合测绘”的新体制,形成了高精度内/外方位元素稳定性设计、高精度姿态稳定控制、首个X频段自适应高速率数据传输系统、星上智能星务管理系统等一系列关键技术和创新点,实现了少控制点或无控制点区域的大比例尺立体测绘能力。介绍了卫星的总体设计情况,总结了观测体制、高精度载荷、姿态控制、高速数传、智能星务等技术创新点,通过卫星在轨初步测试结果进行了评价,认为卫星能够满足1∶1万测绘任务的要求。
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    LEO卫星通信网络的移动性管理
    贺达健, 游鹏, 雍少为
    null    2016, 36 (3): 1-14.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0034
    摘要745)      PDF(pc) (1144KB)(1741)   
    近年来,低轨道LowEarthOrbit,LEO)卫星通信网络以全球覆盖、低传输时延、低功耗链路、较强的抗毁性等特点而受到广泛关注,是未来全球移动通信系统的重要组成部分。移动性管理是构建LEO卫星通信网络的关键技术,为推动移动性管理问题的研究,文章从LEO卫星通信网络的结构和特点入手,阐述了LEO卫星通信网络中移动性管理的分类,并分析了其相比地面移动无线网络的特殊性。从链路层、网络层、传输层三个协议层次综述了近年来LEO卫星通信网络移动性管理研究的国内外现状,重点介绍了移动IPv6(MobileIPv6,MIPv6)和无缝IP分集通用移动性结构(SeamlessIP-diversitybasedGeneralizedMobilityArchitecture,SIGMA)在LEO卫星通信网络中的应用。最后,指出了移动性管理的发展趋势。
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    被引次数: Baidu(4)
    自适应空间机动目标跟踪算法
    林浩申, 刘刚, 何兵
    null    2017, 37 (1): 26-32.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0010
    摘要541)      PDF(pc) (1862KB)(768)   
    在空间目标跟踪问题中,目标机动导致的模型不匹配问题会导致滤波算法出现滞后现象。为了对空间机动目标进行快速跟踪,在平方根容积卡尔曼滤波〖(SquarerootCubatureKalmanFilter,SCKF)的基础上,引入强跟踪滤波(StrongTrackingFilter,STF)的思想,推导得到了次优渐消因子在SCKF中的等价描述。并通过建立以矩匹配方法为基础的自适应机制,设计了兼顾滤波精确性和鲁棒性的自适应强跟踪平方根容积卡尔曼滤波(AdaptiveStrongTrackingSquarerootCubatureKalmanFilter,ASTSCKF)算法。仿真结果表明,在目标机动前,AST-SCKF算法和SCKF算法的位置收敛精度相差不足1%;在目标机动后,AST-SCKF算法的位置和速度的收敛精度相对SCKF算法分别提高了95.19%和30.50%,同时,其收敛速度相对SCKF算法分别提高了57.20%和24.68%。
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    无中和器射频离子推力器原理研究
    夏广庆, 徐宗琦, 王鹏, 朱雨, 陈茂林
    null    2016, 36 (1): 1-8.   DOI: 10.3780/j.issn.1000-758X.2016.0004
    摘要935)      PDF(pc) (1879KB)(2177)   
    在电推力器的广泛应用中,大部分都采用加速正离子的方式产生推力,且需要安装中和器发射电子对喷射出的正离子进行中和,否则会导致航天器自充电,对其通信及电子器件造成损害。因此,中和器的性能成为制约电推力器工作状态和寿命的重要因素。为了克服该缺点,介绍了一种基于同时加速正、负离子的无中和器射频离子推力器,阐述了其结构组成及推进原理,分析了离子-离子的产生、正负离子的加速过程,指出了关键技术包括电负性工质气体放电特性、磁场过滤电子束缚效能,以及可周期性交替加速正、负离子的栅极偏置电压加载方式。分析表明,该推力器在低轨航天器及深空探测器中具有潜在的应用前景。
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    被引次数: Baidu(3)
    火星探测转移轨道初始设计与分析
    杨彬, 李爽
    null    2017, 37 (4): 18-27.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0047
    摘要952)      PDF(pc) (5191KB)(1600)   
    根据推进方式和是否采用金星借力,火星转移轨道分为大推力直接转移轨道、大推力金星借力转移轨道、小推力直接转移轨道和小推力金星借力转移轨道4类。传统的轨道设计方法只是针对某一类特定的转移方案进行轨道优化,而并未针对不同的转移方案进行详细对比分析。文章以2020/2022年发射窗口为例,针对4类基本火星转移轨道进行研究。首先,基于不同轨道初始设计方法,对4类轨道进行了初始设计,得到了每类转移方案的能量最优转移轨道。然后,基于设计结果和能耗对4类转移方案进行了横向对比分析,得到了不同策略下的转移轨道的特性。基于小推力的火星探测任务轨道对发射能量要求低;大推力直接转移和借力金星的发射窗口交替分布,可以互为备份;基于小推力推进的探测器采用金星借力转移策略相比直接转移能够减少10%的能耗,优势十分明显。
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    星载大功率复杂微波部件微放电效应数值模拟
    李韵, 崔万照, 张洪太, 殷新社, 王洪广, 张剑锋, 贺永宁
    null    2017, 37 (2): 73-80.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0040
    摘要576)      PDF(pc) (3025KB)(614)   
    随着航天器有效载荷技术向高功率、小型化持续发展,复杂结构微波部件微放电数值模拟与阈值分析成为影响微放电分析的基础瓶颈问题。基于电磁时域有限差分计算方法与粒子模拟技术,结合二次电子发射模拟,提出了微放电电磁粒子联合仿真方法,数值模型中考虑了真实电子间的库仑力以及电子运动产生的电荷和电流变化对电磁场的影响,解决了复杂结构微波部件微放电三维数值模拟技术难题。实现了在统一的三维空间网格与时间步进行电磁场值演变计算、电子运动状态变化推进计算与二次电子产额与能量分布计算,基于得到的二次电子数目随时间变化趋势实现了微放电阈值预判,通过微放电电子随时间演化获得了微放电过程具体物理图像及放电位置,并与实际器件微放电实验进行了对比验证。结果表明,所提出的三维电磁粒子数值模拟方法可对大功率微波部件微放电效应的物理过程与具体放电位置进行三维描述,预测的阈值与微放电实验测量值吻合良好,误差小于1.2dB,验证了该方法的有效性与准确性,对于深入研究微放电效应微观物理机制、提高大功率微波部件微放电设计与分析水平具有重要意义。
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    被引次数: Baidu(4)
    载人登月应急返回轨道倾角优化设计
    陈海朋, 余薛浩, 黄飞
    null    2017, 37 (4): 69-74.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0057
    摘要663)      PDF(pc) (4121KB)(1262)   
    针对载人登月短期全球访问任务,月面上升过程存在上升舱与返回舱异面交会问题。以减小调面机动燃料消耗为目标,利用三垂线定理给出上升轨道与目标轨道的最小平面夹角(楔角)求解公式,考虑应急返回任务需求,以降低整个任务期间最坏的平面夹角为目标,给出全月面到达着陆轨道与上升轨道倾角求解方法。仿真结果表明,所提方法计算简单,精度高,可为载人登月任务设计和分析提供参考。
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    空间伸展臂的技术现状与难点
    周思达, 周小陈
    null    2014, 34 (6): 38-.   DOI: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.06.006
    摘要1375)      PDF(pc) (1789KB)(2524)   
    空间伸展臂是一类最基本的空间可展开结构,是大型复杂空间结构的基础,对迅速发展的空间活动有着十分重要的研究意义。文章总结并介绍了不同结构形式空间伸展臂的研究与应用情况,根据各方面性能进行了较为全面的对比分析,并从力学、材料、空间环境影响、振动控制几方面深入分析了空间伸展臂设计和应用的技术难点,初步探讨了空间伸展臂的发展方向,从而为空间伸展臂的设计、选型和分析提供必要的支持。
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    被引次数: Baidu(17)
    基于自适应迭代学习的小行星绕飞容错控制
    黄怡欣, 李爽, 江秀强
    null    2017, 37 (1): 1-10.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0002
    摘要573)      PDF(pc) (5003KB)(506)   
    对于小行星绕飞任务的探测器姿态控制问题,已有方法大都考虑了干扰力矩和参数不确定等因素,而忽视了执行器故障情况。针对执行器故障条件下的小行星探测器姿态控制问题,提出了一种基于自适应迭代学习的容错控制方法。所设计的控制器包括两部分:其一针对执行器故障,设计了自适应迭代学习控制器,采用类滑模的思想和自适应迭代学习算法对控制器参数进行调整,进而补偿执行器故障带来的影响,保证系统在控制输出不足情况下的高精度姿态稳定性;其二针对探测器参量变化、外部环境干扰等不确定情况,设计了基于自适应神经网络的迭代学习控制器,采用径向基函数(RadialBasisFunction,RBF)神经网络对系统非线性部分进行逼近,同时对控制器参数进行自适应迭代学习调整,进而保证系统在不确定情况下的动态性能。数值仿真结果表明该控制器能够有效抑制外部环境干扰和内部参数变化带来的不利影响,在执行器部分失效甚至完全失效故障情况下,仍能保证系统的鲁棒性并实现误差在10-2数量级内的较高姿态控制精度。
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    被引次数: Baidu(2)
    星载AIS报文时间解析
    李世友, 陈利虎, 陈小前
    null    2017, 37 (1): 75-81.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0014
    摘要747)      PDF(pc) (4897KB)(893)   
    星载船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem,AIS)接收到的报文中解析出发送报文的时间信息能够有效提高AIS报文在全球海上目标监控等方面的应用价值。着眼于动态显示某一特定船舶进行连续跟踪这一目的,结合天拓一号AIS和天拓三号AIS来研究报文中的时间信息。首先,利用天拓一号星载AIS在轨运行期间接收到的所有数据进行统计分析。通过统计分析发现仅仅依靠报文自身的自组织时分多址(Self-OrganizingTimeDivisionMultipleAccess,SOTDMA)通信状态等信息不能有效解析报文时间。其次,研究了天拓三号AIS的报文组成格式。通过每间隔1min往星上存储器中植入一个时间信标的方式,天拓三号AIS系统很好地解决了问题,实现了对每一条报文的精确时间显示,为今后实现海面船舶进行连续跟踪与监视提供了良好的技术基础。
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    表面电荷对聚四氟乙烯沿面击穿特性的影响
    王飞鹏, 张涛, 文刚, 范帆, 李剑, 崔万照
    null    2017, 37 (2): 28-34.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0001
    摘要994)      PDF(pc) (4305KB)(1907)   
    聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene,PTFE)因其高绝缘性而极易在表面积累空间电荷,且电荷衰减周期长。认识表面电荷对PTFE沿面击穿性能的影响,对设计相关的绝缘系统具有重要指导意义。使用针板电极装置,采用从6kV变化到10kV的正、负极性针电压对PTFE样品膜进行电晕充电积累表面电荷,使用静电电位计测量样品膜表面电位并估算得到表面电荷面密度。对具有不同表面电荷密度的PTFE样品膜,试验研究常压及真空中样品的负极性直流沿面击穿场强。结果表明,不同充电电压可以有效调控PTFE表面电荷密度。负极性较正极性电晕充电能够更有效地在PTFE表面积累高密度电荷;正极性表面电荷在常压和真空中均导致PTFE的负极性直流沿面击穿场强降低,而负极性表面电荷则具有影响程度较小的相反效果,即仅在一定程度上提高PTFE的负极性直流沿面击穿场强,且表面电荷在真空中对沿面击穿场强的影响弱于常压环境。
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    高温热管技术研究进展与展望
    李金旺, 戴书刚
    null    2019, 39 (3): 30-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0018
    摘要433)      PDF(pc) (1715KB)(517)   
    高温热管的工作温度高,传热性能好,在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面具有广阔的应用前景。报告了高温热管技术的研究现状,包括高温热管的冷冻启动特性研究、传热性能研究、试验研究、数值分析研究;介绍了放置倾角、工质物性参数、工质充装量、不凝气体含量、材料、结构和尺寸等因素对高温热管启动和传热性能的影响规律,以及高温热管技术在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面的应用研究等;指出了高温热管数值分析模型和工程应用验证等一系列有待深化研究的方向;提出了进一步深入研究高温热管技术的详细建议。
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    基于特征图形匹配法的高效星图识别方法
    李超兵, 袁艳艳, 王丹晔
    null    2016, 36 (4): 9-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0047
    摘要1282)      PDF(pc) (4863KB)(1830)   
    针对目前星敏感器使用的星图识别算法存在的冗余匹配、匹配时间长、识别率低等缺点,对星图识别算法进行了研究,提出了一种高效星图识别方法。该算法首先对传统星表进行处理,取出冗余信息,重新分配天区,使每个天区的导航星数目均匀,将分区以及处理后的星表信息重新存储并作为导航星库,然后通过对拍摄的图像进行处理并提取特征信息,与导航星库中的特征信息进行匹配,从而改善传统星图匹配算法出现冗余匹配、匹配时间过长及识别率低等缺点。完成算法设计后,选取视场为15°×15°的大视场星敏感器,对该算法进行仿真验证分析,可以发现该算法可以实现部分天区与拍摄星图匹配时间在20ms以内,全天区星图的识别和匹配时间在15s以内,识别率达到98%以上,印证了该算法可以提高识别的成功率并且缩短识别时间,使识别算法具有高效性。
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    被引次数: Baidu(8)
    基于多种空间信息的高光谱遥感图像分类方法
    刘咏梅,马潇,门朝光
    null    DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0013
    星载运动附件扰动抑制方法研究
    陆栋宁, 郭超勇, 王淑一, 陈超
    中国空间科学技术    2020, 40 (5): 26-33.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0055
    摘要43)      PDF(pc) (5717KB)(29)   
    为改善高分七号卫星(GF-7)在附件(特别是双轴定向天线)运动时的姿态稳定度,研究了星载附件指向运动平滑及其扰动抑制方法。首先,针对卫星姿态扰动主要来源于对地数传天线对地面通信目标的快速捕获运动的情况,通过引入具有角速度全局光滑性的路径平滑技术对天线的目标捕获过程进行规划;其次,针对含有双轴运动天线的整星姿态运动,建立了适用于任意星体运动速度下的一般动力学方程,并进行了对比验证。进而根据规划后的天线运动引起的扰动力矩对姿态控制系统引入前馈补偿,从而抑制天线运动对整星姿态的扰动影响。基于提出的扰动抑制方法进行数值仿真,结果表明,运动平滑与力矩补偿结合的协同控制技术可将天线扰动削减90%以上。
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    天基光学同步带目标监视跟踪模式
    周美江,朱振才,杨根庆,吴会英,胡海鹰,张晟宇
    null    2015, 35 (3): 35-.   DOI: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.03.005
    摘要1668)      PDF(pc) (1250KB)(1278)   
    目前的天基空间目标观测模式多利用自然交会方式,在长时间观测的基础上实现对空间目标的遍历,模式规划中未考虑地气光反照对观测效率的影响。文章基于天基平台太阳同步轨道的特点,在传统自然交会模式的基础上引入姿态协同,新规划了两种同步带目标观测模式。将地气光反照对天基空间目标观测的影响量化为相机的离轴角约束,引入模式规划,得到的观测模式即为不受地气光反照影响的观测模式,具有工程实际应用价值,然后对几种观测模式的观测效率从姿态模式、遍历时长、观测弧长等方面进行了评价。理论分析和仿真结果均表明,区域凝视在对同步带目标编目方面具有明显优势,遍历时间小于1天,姿态模式相对简单,观测弧段相对较长。
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    被引次数: Baidu(7)
    一种用于同步静止卫星监测的微型VLBI网
    张志斌, 王维, 杨鹏, KALIUZHNYI Mylolay, 米立功, 李光辉, 李鹏, 唐正宏, 崔朗, 黄勇, 王广利
    中国空间科学技术    2020, 40 (5): 119-125.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0065
    摘要46)      PDF(pc) (2483KB)(28)   
    针对地球静止轨道(GEO)卫星全天时全天候高精度的监测需求,考虑传统甚长基线干涉(VLBI)测站高成本、高投入和GEO卫星专用观测时段有限等制约条件,研发了简易型VLBI观测系统,并组建了包括上海、都匀和乌鲁木齐三站的微型VLBI网(micro VLBI network,MVN),开展了并置站测试以及对GEO卫星亚太6C的连续监测,并评估了当前MVN的观测能力。结果表明MVN扣除系统差后的单站接收精度为2ns,各基线观测时延拟后残差约几纳秒,GEO目标实测位置精度为百米级(内外符精度分别约100m和400m)。不同于传统VLBI和其他GEO监测手段,MVN还具备全天时、全天候、低造价、易布设及易推广等特点,充分表明了其在GEO卫星监测领域的应用价值。
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    精确动力学模型下的火星探测轨道设计
    陈杨, 赵国强, 宝音贺西, 李俊峰
    null    2011, 31 (1): 8-15.   DOI: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.01.002
    摘要5102)      PDF(pc) (479KB)(2737)   
    首先在二体意义下采用粒子群优化算法(PSO)求解Lambert问题,确定发射窗口和二体地火转移轨道。使用圆锥曲线拼接法设计地心停泊轨道、逃逸轨道,并作为轨道精确设计的初值,以建立在火星的B平面参数和地火转移时间为约束,在精确动力学模型下进行微分迭代修正,最终得到满足约束的精确轨道。将设计轨道在STK软件中仿真,结果吻合。
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    被引次数: Baidu(48)
    高超声速滑翔飞行器再入段制导方法综述
    刘思源, 梁子璇, 任章, 李清东
    null    2016, 36 (6): 1-13.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0066
    摘要604)      PDF(pc) (2250KB)(1239)   
    针对高超声速滑翔飞行器再入飞行段,回顾了制导技术的发展历程和研究现状。建立了高超声速滑翔飞行器运动模型,并分析了再入段的路径约束、终端约束和地理约束。将再入制导方法分为三类:标准轨迹制导方法、预测—校正制导方法、混合制导方法,分别对研究现状进行了综述。然后,专门针对侧向平面制导方法进行了讨论和分类,根据飞行任务不同分为了常规约束的制导问题与附加地理约束的制导问题两类。最后,对再入制导方法进行了总结,并结合未来高超声速滑翔飞行器的任务需求,展望了再入制导技术的发展方向。
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    被引次数: Baidu(1)
    卫星平台运动对高分辨率光学遥感成像系统影响分析
    范斌, 于起峰
    null    2017, 37 (2): 86-92.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0056
    摘要969)      PDF(pc) (5003KB)(1771)   
    在高分辨率光学遥感成像过程中,卫星平台的不稳定性将影响相机成像质量。针对该问题,在分析动态降质机理的基础上分别就面阵凝视模式、线阵推扫模式及时间延迟积分(TimeDelayandIntegration,TDI)推扫模式提出了相应的动态成像仿真模型,以此模拟不同情况下的退化结果。以高分辨率遥感相机为对象,开展多种情况下的仿真试验分析。结果表明,同等平台运动条件下,TDI推扫模式下的图像质量下降更明显;分辨率越高,像质对平台振动的响应灵敏度越高。最后结合仿真模型及图像评价参量,建立起空间分辨率与平台颤振指标之间的关系,给出不同空间分辨率下的平台运动误差阈值,为平台振动抑制和补偿提供约束条件。
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