- 田百义;雪丹;黄美丽;
针对采用全电推进平台的GEO卫星的轨道转移问题,在给定电推进轨道控制模型的基础上,开展卫星由GTO向GEO的变轨策略研究。首先,在轨道远地点高度不变的基础上,给出了给定控制解析解的变轨策略,并给出了该种策略轨道控制律的解析解。其次,文章基于李雅普诺夫优化原理给出了优化的变轨策略,并结合仿真算例计算了该种策略控制律的数值解。在电推进优化转移策略研究的基础上,还分析了全电推进平台卫星在不同推力下的变轨时间需求。文章的变轨策略可为电推进系统在航天领域的应用提供参考。
2015年02期 v.24;No.111 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 784K] [下载次数：360 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 樊敏;黄勇;李海涛;王宏;郝万宏;陈少伍;
针对月球着陆巡视探测活动中的月面着陆器与巡视器的相对定位问题,建立了月面双目标相对运动方程和状态方程,给出了同波束差分时延测量量关于双目标相对位置的测量方程,进而实现了基于统计估计方法解算双目标相对位置的算法。结合嫦娥三号探测器跟踪测量条件,利用该算法开展仿真分析。结果表明:在测量弧段达到5min以上、同波束干涉测量(SBI)时延仅有1ns随机误差的情况下,相对定位精度可达20m;测量数据存在3ns系统误差时,相对定位精度为200m,此时如果增加甚长基线干涉测量(VLBI)时延数据,可将相对定位精度提高到150m。利用嫦娥三号实测数据处理结果验证了此算法的正确性和仿真分析的有效性,可为合理制定月面双目标相对定位策略提供参考。
2015年02期 v.24;No.111 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 淡鹏;李恒年;李志军;
三向测量数据是深空探测器的一类重要观测数据,文章采用不敏卡尔曼滤波(UKF)算法实现了应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位计算,给出了三向测量体制下的观测模型及观测预测值计算方法,建立了动力学及非动力学两种方式下的滤波预测模型。利用嫦娥三号探测器的实测数据对算法进行了有效性验证,结果表明,文章所给出的观测及预测模型建立方法,适用于三向测量数据,动力学建模算法的稳定性与抗野值能力优于非动力学建模算法,但复杂度又高于非动力学建模方法。上述研究结果对深空探测器的定位或定轨计算具有一定的参考价值。
2015年02期 v.24;No.111 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K] [下载次数：74 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 余婧;喜进军;于龙江;蒋方华;
针对长宽均明显大于相机幅宽的区域目标的成像观测,文章建立了敏捷卫星同轨多条带拼幅成像工作模式。对区域目标的划分,用相机视场角随卫星姿态机动扫描将区域分割成多个条带,使得划分的条带能够完全覆盖目标区域,并保证相邻条带之间足够的重叠宽度。对区域划分后得到的条带,分析了可行的观测序列,建立了成像起始时刻优化模型,采用序列二次规划方法对该模型进行求解。
2015年02期 v.24;No.111 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 903K] [下载次数：513 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：39 ] |[阅读次数：0 ] - 金宗耀;谭春林;
执行复杂操作的空间机器人常具有冗余自由度,从而可以在执行任务过程中通过关节参数的合理规划对指定目标进行优化。振动和操作灵活性是评价空间机器人性能和任务完成质量的两项重要指标,而关节力矩的大小是影响振动的重要因素。文章提出了一种路径规划综合优化方法,在对机器人末端运动速度进行优化处理的基础上,利用其冗余自由度,对关节力矩和评价操作灵活性的条件数指标进行综合优化。以平面3自由度机器人为对象建立数学模型,并在零重力环境下对相同任务进行数学仿真。仿真结果显示,采用文章优化方法,关节力矩与操作灵活性指标均得到了有效优化,验证了所提出方法的有效性。
2015年02期 v.24;No.111 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 603K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 张少辉;史文华;孙士勇;王晓宇;梁东平;
针对卫星在轨热变形补偿的需求,以相机支撑结构为例,提出了一种采用薄膜压电材料的新型自适应卫星结构方案,自适应结构系统包括碳纤维复合材料结构件、位移测量装置、薄膜压电材料和控制器。文章对局部升温条件下关注点的热变形及补偿进行了数值分析和试验验证,结果表明,自适应结构可有效改善关注点热变形下的平面度,分析与试验结果吻合较好,充分验证了自适应结构的热变形补偿能力,为空间自适应结构的后续工程实践打下了良好基础。
2015年02期 v.24;No.111 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 721K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 乔明;朱立颖;李小飞;杜青;
根据SAR卫星有效载荷的脉冲、大功率工作等典型特点及对电源母线稳定度的较高要求,设计了单母线、不调节电源系统方案,建立了电源系统的仿真模型。针对不同负载情况,分别对SAR卫星处于光照区和地影区时,其脉冲大功率电源系统在恒功率负载、负载突减和负载突加的情况进行了仿真分析。仿真结果表明此电源系统稳定,能够满足SAR卫星有效载荷的供电要求。
2015年02期 v.24;No.111 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K] [下载次数：392 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] - 房亮;赵光恒;
针对航天应用中光纤通道(Fibre Channel,FC)传输效率的优化问题,提出交换式拓扑下的通用流量控制模型,设计了一种FC-2层的流量控制方法。研究了交换式拓扑下信用值设置和节点间距离、帧长度、节点处理时间等诸多因素之间的关系,推导出最优信用值和最大传输效率的通用计算方法。结合实际应用需求进行仿真,建议数据区长度使用2048byte,信用设置不大于10,同时尽量减少帧间隔时间。将文章提出的方法应用到某航天任务中,实物测试系统的测试结果表明,推导出的计算方法合理可行,可以在优化网络资源的同时有效提高网络性能。
2015年02期 v.24;No.111 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 闫国瑞;李志刚;史简;赵婷;李国军;
针对航天器延时遥测存储数据量较大的问题,提出了一种应用行程编码(RLE)的分包遥测压缩算法。根据遥测数据的特点,对压缩算法进行改进,使压缩效果得到进一步提升。此外,对压缩数据生成符合空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准的分包遥测机制进行了阐述。对某卫星的试验表明,使用改进后的压缩算法,能够获得6.11倍的遥测压缩比,可提高延时遥测采样频率,增加航天器在境外的可用遥测数据量。
2015年02期 v.24;No.111 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K] [下载次数：147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 居行波;王成华;朱秋明;崔锐;陈学强;
针对深空通信链路信号衰减大、传输时延长并存在大多普勒频移的特点,提出了一种基于CCSDS协议标准接收信号的同步算法,采用Costas反馈环进行载波同步,利用早迟门恢复定时时钟,通过相关性检测帧头解决相位模糊问题,最后对相位误差进行估计并补偿。在此基础上,设计并实现了适合于现场可编程门阵列(FPGA)定点运算特点的同步简化等效电路。基于Xilinx FPGA平台的实测结果表明,文章同步算法的硬件电路实现简单,在15dB信噪比的高斯白噪声情况下能较好地实现时间、频率的跟踪与锁定,可为未来深空接收机的优化设计提供有益参考。
2015年02期 v.24;No.111 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 连卉;郝燕艳;李延滨;李溟;
针对星载软件数量多且设计分散,各自承担不同的信息处理任务,难以进行有效的总体软件需求分析的问题,文章提出一种基于信息流的软件需求分析方法,以系统级信息流设计为核心,首先进行信息流构架设计,明确卫星上各级总线架构;其次确定星上接口类型、数据传输协议等,并形成整星软件信息接口关系;最后根据信息流分解的结果,确定软件配置项的需求。此方法已在通信卫星领域中实际使用,结果表明它可以有效地制定星上处理规则,优化软件设计流程,增强软件设计的完备性和健壮性。
2015年02期 v.24;No.111 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 张红军;郭坚;
介绍了邻近空间链路协议(Proximity-1space link protocol)的分层模型和业务类型。从3个方面分析了在我国火星探测任务中应用邻近空间链路协议的优势:首先提出了火星探测中在轨道器和漫游车之间建立邻近空间链路的典型应用,其次分析了邻近空间链路在解决远距离传输信号衰减和延时问题上起到了一定的作用,最后说明了邻近空间链路比高级在轨系统(AOS)空间数据链路更适合于火星探测任务。文章进一步设计了邻近空间链路协议的传输帧结构,提出了数据传输帧的几种端口路由策略以及数据链路的差错控制方式。
2015年02期 v.24;No.111 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K] [下载次数：156 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 杨志群;曲晓云;
数据中继卫星运行在地球静止轨道,可作为低轨航天器在地面站视距外测控通信的数据中继接力。针对中继小型测控终端的需求,文章设计了两种不同的固定安装的宽波束中继终端天线,一种为简单锥形波束,另一种为赋形的复杂环锥形波束。结合低轨航天器不同倾角的轨道特性和终端天线不同的方向图类型,应用STK卫星仿真软件进行了不同组合的链路仿真分析,给出了不同轨道倾角的航天器与中继卫星长时间建立链路的最优天线方向图及其设计特性。链路仿真的参数包括总的建立链路时间、建立链路的次数及建立链路的区域等,仿真结果对于低轨中继终端的应用具有重要的指导意义。
2015年02期 v.24;No.111 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 李飞;孟林智;王彤;邹乐洋;
调研了国外8种小行星撞击地球防御的技术途径,从基本原理、优缺点、适用性、成熟度和应用情况等方面进行了分析。国际上提出的小行星撞击地球防御技术大多处于概念阶段,除了撞击技术已在"深度撞击"(Deep Impact)任务中得到验证,其余均没有通过在轨验证;除核爆和撞击属于短期防御技术外,其余均为长期防御技术(几年甚至十几年);采用现有的单一概念和技术完成防御任务的成功率是比较低的,所以通常采用多种技术组合的方式。通过技术途径的分析,对我国开展近地小行星撞击地球防御任务提出了初步建议,主要包括尽早开展关键技术攻关,进行防御技术的在轨演示验证,开展国际合作,建立国际预警与防御体系等。
2015年02期 v.24;No.111 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K] [下载次数：841 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 贾蒙杨;
为了实现对空间暗弱慢速目标的自主高精度捕获跟踪,需要设计高精度、高可靠性的捕获跟踪控制算法。文章在现有星敏相机相关技术的基础上分析了捕获跟踪控制算法工作流程,将其划分成相对独立的6大功能模块,并简述了这些功能模块与现有星敏技术的继承性。文章对光学捕获跟踪系统组成进行论述,并阐述了捕获跟踪控制算法各大模块设计的实现方法及研究现状,梳理出了其中的三大关键技术:星图数据库设计、星图匹配算法和目标捕获算法。文章研究光学捕获跟踪系统中相关算法的设计和改进方法,特别是针对其中的关键技术,详细论述了国内外前沿的优化方法,对关键技术的改进方案提出了未来的工作思路。
2015年02期 v.24;No.111 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 646K] [下载次数：225 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 徐浩;王同桓;刘振星;雷勇;毛一岚;
对经过约30年在轨验证的欧洲空间标准化合作组织(ECSS)的包应用标准(PUS)作了系统性的阐述,研究了PUS在地面用户和在轨运行航天器的交互支持和操作控制方面的应用,包括PUS标准化的使用范围和应用规范等。对比和分析了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的相关标准,提出了ECSS PUS应用的功能映射关系和网络体系结构,并进一步给出了利用ECSS PUS进行航天器常规任务管理、自主任务管理、自主健康管理等的应用建议,可为国内航天机构引入ECSS PUS运行和管理思路提供参考。
2015年02期 v.24;No.111 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K] [下载次数：104 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 任守志;刘颖;王举;黄传平;刘少锋;马静雅;周志清;
调研了国外不同类型立方体卫星(CubeSat)的太阳翼技术,并从展开维度及展开次数的角度进行了分类,然后对CubeSat太阳翼的太阳电池板、压紧释放机构及展开机构等典型部件进行详细介绍,对不同类型的部件技术进行了对比,通过对比,给出了CubeSat太阳翼在研制体系建设、部件技术、搭载验证等方面的发展建议,可为后续研究提供参考。
2015年02期 v.24;No.111 109-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：747 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ]