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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)
    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)
    大功率无电极高密度等离子体电磁推进概述
    刘莉娟, 温晓东, 孙新锋, 张天平, 郭宁
    null    2019, 39 (5): 37-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0038
    摘要249)      PDF(pc) (4869KB)(373)   
    无电极高密度等离子体电磁推进技术已成为未来深空探测、载人航天和货运、太阳能电站以及航天器在轨服务与维护等空间任务中极具竞争力的核心推进技术之一。在梳理不同无电极等离子体电磁加速机制基础上,开展大功率无电极高密度等离子体电磁推进技术性能对比,给出新概念无电极场反构型电磁推进技术向未来超大功率拓展的优势和发展潜力,同步分析了该技术亟需解决的关键基础问题,旨在为中国新概念场反构型电磁推进技术的研发提供理论基础。
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    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)(1601)   
    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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    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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    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)(2178)   
    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)
    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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    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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    遥测伪周期时间序列子序列异常检测算法
    杜莹, 李四虎, 胡绍林, 章乐, 王飞
    null    2016, 36 (5): 18-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0051
    摘要1001)      PDF(pc) (1230KB)(1960)   
    针对现有异常检测算法用于伪周期时间序列异常序列检测时易造成误差累积,导致序列周期与特征值上显著差异的不足,文章以卫星遥测伪周期时序数据为对象,综合两种常规分段方法的优势,提出了最大周期窗宽内基于极值的模式子序列分段算法。在此基础上,给出了一种基于均序列动态生成模型的子序列异常检测方法(AnomalySubsequenceDetectionmethodbasedonOptimizedSequenceModel,ASD_OSM),并采用2次四分位距准则(DoubleQuantilerangescriterion,2Q准则)设置距离检测门限阈值,将超出阈值的序列判定为异常序列。某航天器传感器遥测子序列异常检测试验结果表明,提出的检测方法能够有效减少漏判,提高卫星遥测伪周期数据异常序列检测的准确性。
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    被引次数: Baidu(5)
    吸气式电推进系统可行条件分析
    杨兆伦, 郭宁, 陈学康, 颜能文, 王聪
    中国空间科学技术    2020, 40 (1): 54-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0007
    摘要338)      PDF(pc) (1591KB)(303)   
    吸气式电推进系统作为有可能实现长寿命超低轨飞行的技术而被关注。根据不同轨道环境条件,采用管状结构进气道、以及机械增压的吸气方式,讨论了吸气式电推进系统所需的可行条件。分析表明,在轨高度180~240km,航天器所需总功耗与迎风面之比需要大于2kW/m2,电推力器比冲需大于4×104m/s,方可满足推阻平衡需求。分析得出,实现吸气式系统在地球轨道的运用,关键技术在于增加气体收集效率并且降低收集功耗,同时电推力器的效率还需进一步提升。
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    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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    被引次数: Baidu(2)
    面向任务的空间信息网络体系结构可重组设计
    于少波,吴玲达,陈晓燕,李超,姚中华
    null    DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0012
    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)
    微波能量传输系统设计及试验
    王颖, 韦高, 董亚洲, 董士伟, 付文丽, 李小军, 冉立新
    null    2017, 37 (2): 19-27.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0028
    摘要1017)      PDF(pc) (3577KB)(2264)   
    面向空间太阳能电站应用,进行了固态体制微波能量传输技术研究。针对能量传输波束扩散导致收集效率低的问题,研究了基于人工媒质理论设计的完美匹配层的能量接收整流表面,通过调节人工媒质单元的结构参数实现天线输出阻抗与整流电路输入阻抗的共轭匹配,同时抑制整流电路高次谐波,省去原有匹配及低通滤波器,简化电路结构、实现高效微波能量吸收与转换。以空间太阳能电站规定的波束中心传输微波功率密度限制作为能量接收整流表面设计的约束条件,设计能量接收整流表面,结合固态体制微波能量发射端,搭建5.8GHz小规模微波能量传输系统开展了地面试验验证,实测结果显示整流表面能量转换效率最高为57.7%。此次试验验证了先进的固态能量传输试验系统,为空间太阳能地面缩比试验及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。
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    被引次数: Baidu(1)
    中继卫星支持海量航天器在轨测控技术
    单长胜, 李于衡, 孙海忠
    null    2017, 37 (1): 89-96.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0017
    摘要476)      PDF(pc) (2541KB)(783)   
    目前中低轨的卫星在轨测控主要基于地面测控设备,当管理的在轨卫星数量持续增加时,需要不断地建设新的测控站或增加测控设备,同时由于地球遮挡限制,一个地面测控站的测控范围只占一颗卫星运行弧段的很小部分,集中在国内建设的地面测控站无法解决轨道全弧段覆盖难题。地球静止中继卫星系统的高覆盖特性和多址服务能力为近地卫星在轨测控提供了空间和频域的多重复用能力,文章从中继链路性能、多目标服务项目、多目标服务能力、覆盖特性等方面进行了详细分析,结果表明在现有的管理模式下,3颗具有多址能力的中继卫星就能管理中国目前在轨的和今后一段时间发射的所有近地卫星,这将显著降低在轨卫星对地面测控设备的需求。同时,中继多址测控服务模式可以克服现有在轨卫星管理时间域集中和应急能力差的缺陷,为卫星用户提供更多的服务手段,满足不同在轨卫星管理和使用要求,大幅提升在轨卫星的安全性和使用效率。
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    基于Hu相关滤波的光学卫星视频点目标跟踪
    吴佳奇, 汪韬阳, 颜军, 张过, 蒋晓华, 王韵鸣, 白倩, 袁冲
    中国空间科学技术    2019, 39 (3): 55-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0059
    摘要238)      PDF(pc) (4317KB)(379)   
    针对光学卫星视频运动目标跟踪问题进行研究,提出一种鲁棒的特征描述和匹配跟踪方法。引入相关滤波的思想,首先利用样本集的Hu不变矩和中值滤波,建立目标的跟踪模板并进行目标特征描述。然后,将目标跟踪的判断区域降维处理,建立判断区域的Hu置信模型。利用FFT推导了快速相关法,进而通过求得跟踪置信图最大值实现目标跟踪。针对跟踪轨迹采用卡尔曼滤波辅助和优化跟踪处理,提高算法的鲁棒性。试验数据采用SkySat和吉林一号拍摄的视频各两段,对5个点目标进行跟踪试验,跟踪精度优于90%,跟踪过程目标不丢失,且轨迹平滑。针对13×13的判断区域,与一般相关性方法相比,处理速度可提升约5倍。可为光学卫星视频点目标实现快速可靠跟踪提供技术基础。
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    月地双基SAR成像的快速后向投影算法研究
    王冠勇, 张磊, 万欣, 胡庆荣
    null    2017, 37 (6): 32-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0093
    摘要1216)      PDF(pc) (3666KB)(1239)   
    为了提高对全球变化的大尺度观测能力,月基对地观测的概念应运而生。由于月基单站合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的双程传播会造成回波信噪比衰减,为此针对月地双基SAR工作模式展开研究。考虑到月、地、星复杂的相对运动为成像带来困难,根据月、地、星的几何关系建立平面直角回波模型。同时考虑到月球和卫星运行轨迹的弯曲性,分析模型误差,推导了精确的回波二维频谱表达式。在此基础上提出了一种基于快速后向投影的SAR成像算法,补偿了方位空变的模型误差,利用频域子孔径成像和频谱融合实现成像算法的快速化。通过分析可知月地双基SAR的理论回波信噪比与地月距离的平方成反比,与月基单站SAR相比有显著提升,最后通过X波段SAR仿真数据验证了文章算法处理月地双基SAR成像问题的效性。
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    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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    基于观测器的平台无陀螺姿态复合控制
    张科备, 王大轶, 汤亮, 王有懿
    null    2017, 37 (6): 24-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0087
    摘要736)      PDF(pc) (5435KB)(1677)   
    针对超静卫星星体平台无陀螺、载荷敏感器与星体平台执行机构非共基准安装时整星存在姿态异位控制问题,提出了一种基于观测器估计星体平台姿态的复合控制方法。首先,建立星体平台/Stewart平台/载荷的动力学模型,并获得Stewart平台作动器关节空间的等效动力学模型。针对关节空间等效模型,设计supertwisting观测器,以作动器平动位移为输入,以载荷和星体平台之间的相对姿态和角速度为输出,实现星体平台姿态和角速度估计。其次,以载荷测量姿态信息为输入,设计Stewart作动器的积分滑模控制律,实现载荷高精度指向控制。以观测器估计的星体平台姿态信息为输入,设计星体平台控制器实现星体平台的稳定控制。Lyapunov稳定性分析表明所设计的观测器和控制器能够保证闭环系统渐近稳定。数学仿真结果表明:在星体平台有陀螺时,载荷能够实现0.1″指向精度;在星体平台无陀螺时,采用观测器估计星体平台姿态并进行控制,载荷亦可实现0.1″指向精度。
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    电介质材料的二次电子发射动态特性研究
    张秀生, 曹猛, 翁明, 王芳
    null    2017, 37 (2): 39-47.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0038
    摘要522)      PDF(pc) (7703KB)(599)   
    介质材料的动态特性是二次电子发射特性研究中的重要组成部分。通过数值模拟方法建立有效二次电子收集效率模型,可研究多种测量参数对介质动态特性的共同作用。模拟结果表明,空间电场和收集极结构对有效二次电子收集极效率的影响有一定相关性,收集极电位增大能提高有效二次电子收集效率,而动态过程中的半高宽时间则线性增加。另外收集极结构变化能够影响空间电场的作用效果。二者通过直接影响收集效率,间接改变表面电荷积累来引起动态特性的变化。入射束流则可直接影响表面电荷积累速度,使得半高宽时间线性增加或减小。研究结果对于揭示介质材料带电产生的动态过程以及指导实验准确测量二次电子发射系数具有科学意义。
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