- 张新伟;戴君;刘付强;
综述了国外商业遥感卫星发展情况,归纳总结了高分辨率商业卫星的主要技术指标和特点。在充分调研国外敏捷遥感卫星的基础上,从成像目标需求、分辨率与幅宽关系、立体成像三方面总结出此类卫星的技术特点,阐述了发展敏捷遥感卫星的重要意义和作用,并深入分析了实现姿态敏捷控制的技术途径。利用姿态的敏捷控制能力,研究提出了多点目标成像、立体成像、宽幅拼接成像、动态扫描成像等4种典型工作模式,完成了敏捷卫星主要工作模式的分析与设计,并基于此工作模式要求,提出了敏捷卫星工程实现的技术途径。
2011年04期 v.20;No.89 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K] [下载次数：1109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：99 ] |[阅读次数：7 ] - 黄丽霞;孙亚楠;张玥;魏承;
航天器在轨模块更换任务的总体仿真是对总体方案进行系统性分析和论证的重要手段。文章基于天基平台在轨模块更换技术的研究,搭建了在轨模块更换仿真演示验证系统,介绍了仿真系统总体架构,建立了包括空间环境、轨道、动力学、控制、电源、测控等各分系统在内的仿真系统。重点对交会对接、在轨模块更换过程涉及的航天器平台及机械臂的动力学特性、控制方法等进行了仿真建模,并通过一个仿真实例,验证了所提出控制算法的有效性。
2011年04期 v.20;No.89 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 王凤春;杨淑丽;吴雨翔;
星载测控天线是地球静止轨道卫星测控分系统的重要组成部分,对于星地测控链路通畅至关重要。根据地球静止轨道卫星测控任务的特点,简要介绍了测控天线的设计原则;基于单副天线的覆盖区分析,提出了采用两副天线组阵工作以提高测控信号覆盖区的建议,并分析了两副单元天线异频组阵与同频组阵工作模式,提高测控天线覆盖区的技术方案及对测控天线覆盖区的改善情况,对比给出了每种方案所占用的卫星资源及需要付出的代价。结果表明,两种技术方案均可提高卫星测控覆盖区。
2011年04期 v.20;No.89 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 姚玉林;陆书宁;
多普勒中心频率在星载合成孔径雷达(SAR)成像中,直接影响方位向的模糊度及图像的定位精度。全零多普勒导引方法通过调整偏航角和俯仰角,使多普勒中心频率为零,但现有方法都导致残余多普勒中心频率较大。文章利用椭圆轨道下多普勒中心频率的表达式,将多普勒中心频率分为仅与俯仰角相关部分,以及与俯仰角和偏航角都相关的部分,令两部分分别等于零,首先求得俯仰角,再利用俯仰角得到偏航角,从而有效地减小了残余多普勒中心频率。利用德国"陆地合成孔径雷达-X"(TerraSAR-X)卫星参数进行仿真,结果表明:使用文章提出的方法,残余多普勒中心频率约为0.03Hz,远小于采用瞬时圆轨道全零多普勒导引方法的25Hz,从而证明了该方法的有效性。
2011年04期 v.20;No.89 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：3 ] - 韩星远;向开恒;王海红;
广播星历参数是卫星导航电文的重要内容,一般通过对精密星历进行参数拟合得到,广播星历参数的拟合大多采用基于开普勒根数形式的广播星历参数拟合算法,研究表明,该方法在小偏心率轨道情形下,拟合精度较差。文章给出了基于第一类无奇点变量形式的广播星历参数拟合算法,仿真结果表明,采用第一类无奇点变量,可以有效解决小偏心率引起的拟合精度损失问题,拟合精度可达毫米级;此外,讨论了小倾角情况下算法的适应性,仿真结果表明,基于第一类无奇点变量的广播星历参数的拟合算法不能很好地适应小倾角情况;最后,对导航电文的外推能力进行了分析,并结合自主导航实际工程应用给出了自主导航电文拟合弧段长度为2h,更新频率为15min的初步设想。
2011年04期 v.20;No.89 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 定宇;袁莉芳;王庆华;
卫星双组元统一推进系统加注混合比,是确定卫星氧化剂和燃烧剂加注量的重要参数。正确地确定加注混合比可以减少卫星的呆重,增加推进剂余量和卫星寿命。文章在原有混合比计算的基础上,分析了在轨不同阶段的不同压力、温度条件下10N推力器和490N变轨发动机的流量情况和入口压力、氧化剂和燃烧剂压力变化情况,利用推力器和变轨发动机地面热试车试验数据和推进分系统气路检测数据,提出了卫星推进剂加注混合比的改进算法。改进的混合比计算方法与原有计算方法的主要区别,在于按照卫星在轨工作的不同阶段分别进行分析与统计,更加精确地确定了10N推力器及490N变轨发动机工作时的氧化剂与燃烧剂的流量。经在轨卫星变轨期间对推进剂消耗量及其混合比的实测验证,改进算法更接近在轨实测值,可作为双组元统一推进系统实施加注时的参考。
2011年04期 v.20;No.89 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 杨明远;孙汉旭;贾庆轩;陈钢;
针对七自由度空间机械臂在轨捕获目标任务的需求,提出了一种避障路径规划方法。主要是根据机械臂和障碍物的几何特征,对机械臂模型和障碍模型进行简化;通过研究机械臂自身所固有的几何特性和障碍物的位姿坐标,分析机械臂各杆件与障碍物发生碰撞的条件,进而求出空间机械臂的无碰撞自由工作空间;利用优化的A*算法,在七自由度空间机械臂的自由工作空间内进行了无碰撞最优路径的搜索,从而实现了七自由度空间机械臂的避障路径规划。仿真结果表明了该算法的有效性与可行性。
2011年04期 v.20;No.89 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K] [下载次数：1829 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：70 ] |[阅读次数：4 ] - 魏洪兴;李海源;
针对地外星球表面地形多变,探测机器人处于复杂的非结构化环境中,提出了一种结合自重构和群体机器人特点的自组装群体模块化机器人(Sambot)。每一个模块都能自主移动,同时通过对接机构可与多个其他模块连接在一起,形成具有更强运动能力的集合体机器人。介绍了Sambot的总体设计(包括机械结构和控制系统),分析了Sambot通过组装构建的典型构型——线性构型和多足构型,展示了机器人的仿真试验和硬件试验。Sambot机器人平台综合了多种类型机器人的优点,增强了在空间探测过程中的适应性。
2011年04期 v.20;No.89 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：554 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：3 ] - 李保丰;孙汉旭;贾庆轩;陈钢;
工作空间是衡量机器人工作能力的一个重要运动学指标。由于存在动力学耦合,空间机器人工作空间分析比地面机器人复杂得多。文章采用数值方法,即蒙特卡洛法分析空间机器人的工作空间。首先,采用虚拟机械臂(VM)建模方法建立空间机器人位置级运动学模型,并推导出了基座位姿固定、自由飞行、自由漂浮三种模式下的位置级运动学方程;然后,提出了采用蒙特卡洛法分析空间机器人工作空间的新方法,总结了此方法分析空间机器人工作空间的主要步骤;最后,以平面三自由度空间机器人为例,求解其在自由飞行模式下的工作空间,以空间三自由度空间机器人为例,求解其在自由漂浮模式下的工作空间。仿真试验结果表明:用文章提出的方法分析空间机器人工作空间准确迅速,解决了多自由度空间机器人工作空间难分析的问题。
2011年04期 v.20;No.89 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K] [下载次数：2793 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：270 ] |[阅读次数：8 ] - 卢伟;宋爱国;凌云;
面向浅层月壤取样,文章设计了新颖的卷簧式可伸缩小型月壤取样器,它包括柔性取样臂和振动式取样头。对取样器进行了动力学有限元分析,研究了取样臂为不同长度时取样头的振动模态及频率响应,得出取样臂一阶横振频率与取样臂长度呈负幂函数关系;对取样器测控系统进行了振动试验,通过扫频方式测量取样臂为不同长度时的自振频率,给出了取样臂长度与自振频率的经验公式;试验研究了取样头钻取水泥样品时其深度与自振频率的关系,比较试验表明,振动法能够提高钻进速度约55%,提高钻进深度约48%。试验结果与有限元仿真结果吻合较好,验证了月壤取样器设计的合理性及振动法高效取样的有效性。
2011年04期 v.20;No.89 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：3 ] - 李国强;耿利寅;童叶龙;
研究了一种应用于航天器的高精度、高稳定度的温度控制系统:使用热敏电阻作为温度传感器;采用多级控温策略,核心级采用基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络比例、积分、微分(PID)控制算法,非核心级采用积分分离式PID算法;采用脉宽调制(PWM)控制作为控制方式。以航天器铷钟作为控制对象,通过铷钟模拟件的热平衡试验,验证了高精度控温系统的控制效果。试验结果表明:核心级施加RBF神经网络PID控制时,稳态控温精度优于±0.08℃;内热源阶跃冲击或外热流正弦扰动下,其温度波动小于±0.1℃,控温稳定度优于0.1℃/d。此精密控温系统可应用于有高精度控温需求的航天器星钟和高分辨率光学相机。
2011年04期 v.20;No.89 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K] [下载次数：375 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：3 ] - 刘百麟;寿秋爽;钟奇;范含林;
为了提高GTO轨道卫星温度预计的准确度,文章建立了卫星瞬态热分析模型。针对GTO特定工况,采用时段平均当量法模拟太阳翼变化规律供电时仪器间断工作热耗,并在整星热分析中应用PSCHG函数模拟贮箱推进剂相变换热以及推进系统管路温度预计方法等,准确地预计了GTO卫星在轨瞬时温度及变轨期间推进系统温度,验证结果表明:温度预计值与在轨实测数据偏差小于5℃的情况达79%以上。
2011年04期 v.20;No.89 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张亚航;庞波;程博文;
因特网密钥交互协议第二版(IKEv2)正在成为新一代互联网密钥交互标准。与因特网密钥交互协议第一版(IKEv1)相比,IKEv2协议具有更可靠、更安全等优势。空间信息网络对密钥交互协议具有严格效率要求和安全性要求,文章在对空间信息网络安全需求分析的基础上,结合空间信息网络的特点,设计了一种适用于空间信息网络的密钥交互协议,称之为IKESal协议,它基于IKEv2协议,保留了IKEv2的交换模式和交互消息数量,但对IKEv2中协议头各个字段进行了功能、效率和安全性分析,并做了相应删除或简化,平衡了交互效率和安全性。因此,IKESal协议具有更高的效率,可适用于空间网络环境进行密钥交互。
2011年04期 v.20;No.89 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 李新贝;高山;谭超;邵根忠;
为了提高航天器系统低电压差分信号(Low Voltage Differential Signaling,LVDS)总线通信接口设计的合理性,文章基于叠加定理对该总线接口电路建立了等效电路模型,从理论上探讨了总线偏置电阻的选取范围,并结合节点电压法计算出了接收器输入端差分信号的电位,运用Matlab 7.0.1软件绘制出了该信号与传输线阻抗R之间的关系曲线,确定了传输线阻抗R的选取范围为46Ω≤R≤55Ω,结合理论和工程实践给出了传输线阻抗的优选范围为50Ω≤R≤55Ω,可保证LVDS通信的可靠性。
2011年04期 v.20;No.89 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K] [下载次数：205 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ]