航天器工程

专家特约稿

  • 我国航天器发展对材料技术需求的思考

    李明;

    文章在分析我国航天器任务特点和未来发展方向的基础上,从深空探测、载人航天、应用卫星平台及载荷能力发展、空间太阳能电站等在轨长寿命服役的需求出发,提出航天器结构、热控、特殊功能、电子等方面新材料发展需求的思考。

    2016年02期 v.25;No.117 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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研究与设计

  • 遥感卫星双相机组合成像偏流角修正残差分析

    朱兴鸿;韩杏子;

    针对国内遥感卫星工程中使用的双相机组合成像的配置,分析了双相机组合成像在偏流角修正中可能引入的误差,提出了一种通用的几何分析模型。基于全视场成像仿真方法,结合卫星实际场景,对卫星在不同姿态机动状态下的模型有效性进行了验证。研究结果表明:使用双相机组合成像的卫星,在无姿态机动(星下点成像)或常规侧摆机动时,成像质量基本不受影响;而俯仰机动时,系统将存在较大的偏流角修正残差,因此设计双相机组合成像卫星时不建议采用大角度俯仰机动成像。

    2016年02期 v.25;No.117 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 卫星微波干涉测高体制及性能分析研究

    眭晓虹;张润宁;万晓云;

    针对传统卫星星下点高度计测高体制只能实现一维测量,不能兼顾时间和空间分辨率的问题,重点分析了可实现宽刈幅测高的传统合成孔径雷达干涉(InSAR)测量和新型InSAR高度计测高两种体制;阐述了卫星微波干涉测高的工作原理及误差传播关系;研究了不同雷达下视角情况下随基线倾角的变化相位与基线误差对干涉测高精度的影响,从测高精度与地面分辨率方面分析两种体制的异同及应用范围。文章最后对不同的测高体制的测高精度和应用进行了总结对比,提出了可使测高体制充分发挥优势的应用范围和条件。

    2016年02期 v.25;No.117 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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  • 六自由度微振动模拟平台动力学分析

    张朴真;杨建中;从强;张晓东;

    针对航天器的控制力矩陀螺微振动试验对通用微振动振源的需求,在分析微振动形式的基础上,提出了6-PUS并联机构的六自由度微振动模拟平台来模拟微振动试验的新思路。基于Newton-Euler法,给出了6-PUS并联平台动力学特性的分析方法,并建立了定平台输出力/力矩与支链驱动力之间的动力学模型。使用MATLAB软件对模型进行了仿真计算,并与理论计算值进行了比较分析,验证了动力学模型的正确性,可以为同类微振动模拟平台动力学与控制研究提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 卫星平台机热一体化设计探讨

    刘百麟;董艺;魏巍;

    针对卫星平台结构和热控分系统的设计需求,挖掘二者设计的结合点与耦合性,基于大系统多学科优化设计思想,突破现有"学科孤岛"式设计模式,探讨卫星平台的机热一体化设计。通过综合分析国内外集传热与承载于一体的多功能结构技术,以及高导热碳纤维复合材料的研究进展、应用现状与发展趋势,表明这些技术措施能够充分发挥结构与热控协同设计、融合效应最大化的优势,是实现卫星平台机热一体化设计的可行技术途径,其应用可显著提高卫星平台的承载与散热能力,有效降低卫星平台设计费效比,提升卫星平台的性能指标。

    2016年02期 v.25;No.117 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • K频段测距系统星间高精度指向控制算法

    辛宁;邱乐德;周钠;张立华;

    为了避免多路径噪声对低低星间跟踪(SST-LL)重力测量卫星K频段测距(KBR)系统测距精度的影响,基于SST-LL重力测量卫星的超静卫星平台,提出了一种磁控制与喷气控制相结合的KBR系统星间高精度指向控制算法。首先,利用喷气执行机构使卫星快速机动到目标姿态角;然后,利用磁力矩器和喷气执行机构对卫星进行联合稳定控制,在满足省电和节省喷气量的条件下,实现长周期、高精度的天线相对指向控制。利用"重力场反演与天气试验"(GRACE)卫星参数进行仿真验证,结果表明:在正常轨道运行模式下,该算法能实现俯仰和偏航方向优于1mrad的控制精度,可为KBR系统在轨高精度测距提供保证。

    2016年02期 v.25;No.117 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]
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  • 火星表面环境对太阳电池阵设计影响分析与对策

    刘治钢;王飞;陈燕;黄三玻;郭伟峰;林文立;

    通过调研与分析NASA火星表面探测任务获取的火星表面光照、温度、尘埃等数据,从光强、光谱、直射光与散射光等方面分析了火星表面光照条件对三结砷化镓太阳电池伏安特性的影响,以及火星尘埃对太阳电池输出功率的影响。从降低光谱失配和减小尘埃影响的角度,提出了火星光谱匹配太阳电池和太阳电池阵尘埃防护设计思路,以提升三结砷化镓太阳电池在火星表面的发电能力和生存能力,可为我国火星表面探测任务太阳电池阵优化设计提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 一种航天器锂离子电池寿命预测方法

    朱立颖;乔明;王涛;陈世杰;

    针对锂离子电池的空间应用特性,根据在轨可测的锂离子电池放电终压,建立寿命预测模型(非平稳自回归模型,ARI模型);将加速因子引入ARI模型中,获得加速非平稳自回归(ND-ARI)模型,通过对放电终压的预测实现电池的寿命预测。利用低地球轨道(LEO)航天器锂离子电池长寿命模拟验证试验数据,分别以原始数据的前30%,50%,70%的训练数据作为模型预测的起始点,对预测方法进行验证。结果表明:在不同建模预测起始点下,ND-ARI模型得到的预测结果具有较高的精度,相对误差均小于0.60%。因此,ND-ARI模型可用于航天器锂离子电池的退化状态监测及寿命预测体系的构建。

    2016年02期 v.25;No.117 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 一种低成本纳卫星星载计算机容错方法

    朱明俊;周宇杰;

    为了提高纳卫星星载计算机系统的可靠性,减少体积、质量及功耗等多方面因素的影响,文章提出了一种软硬件结合的低成本容错设计方法。将星载计算机硬件采用双机冗余冷备份方案,通过现场可编程门阵列(FPGA)对故障处理器进行仲裁切换;软件容错通过错误检测与纠正(EDAC)信息容错技术的实现,对星载计算机整体程序进行纠错检错,以对抗单粒子翻转事件。结果表明:该方法能够对星载计算机系统进行有效的故障切换处理,并降低单粒子事件的不良影响,可以在纳卫星系统中推广应用。

    2016年02期 v.25;No.117 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 一种X/Ka双频共用同轴馈源设计

    陈腾博;孙大媛;李佼珊;段江年;

    针对深空探测通信的需求,提出了一种X/Ka双频共用同轴馈源设计。馈源由X频段圆极化器、X频段十字波导结、Ka频段圆极化喇叭等部件组成。馈源在X频段以同轴波导形式工作,在Ka频段以圆波导形式工作。从X频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成左旋圆极化波束,从Ka频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成右旋圆极化波束,从而实现双频双圆极化工作模式。对实际设计的馈源进行了仿真分析,结果表明:该馈源具有较好的阻抗特性和方向图特性,能够满足新一代深空探测双频通信的需求。

    2016年02期 v.25;No.117 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
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  • 高精度轨道摄动模型在GPS导航信号模拟器中的应用

    张亮;蔡乐;马舒洁;谭志云;

    通过建立高精度的航天器轨道摄动模型,可以显著地提高GPS导航信号模拟器的仿真精度。文章通过借鉴现有的高精度轨道摄动模型的研究成果,将其产生的轨道数据引入到GPS导航信号模拟器的数学仿真流程之中,并对最终的仿真性能进行比对分析。结果表明:在采用所介绍的应用方法后,能够有效地提高GPS导航信号模拟器的工作性能。此研究结果也可为后续GPS导航信号模拟器产品的研制和开发提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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全球高分光学星专栏

  • 全球高分光学星概述(三):亚洲与俄罗斯

    朱仁璋;丛云天;王鸿芳;白照广;

    亚洲国家与俄罗斯正在努力提高低轨军用卫星与民用遥感卫星性能,并积极开展地球静止轨道高分星的研发工作。日本、以色列、中国、印度、韩国等国家以及俄罗斯的低轨高分星地面分辨率最高已达(或优于)0.5m。地球静止轨道光学星中,中国高分四号地面分辨率达50m。此外,俄罗斯正在构建新型大椭圆轨道/地球静止轨道预警卫星星座。文章着重阐述亚洲与俄罗斯高分光学星的运作、技术状态与发展趋势。

    2016年02期 v.25;No.117 70-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K]
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战略发展与情报研究

  • 迎接“轨道革命”——微小卫星的飞速发展

    林来兴;张小琳;

    根据预测,未来十年(2016—2025)将发射2000~3000颗微小卫星,将是一个微小卫星飞速发展的时期。文章回顾了微小卫星发展过程,分析其飞速发展的原因,以10个典型应用实例论证了微小卫星今后的应用前景。微小卫星的飞速发展将引起一场"轨道革命",可能会像IT技术那样,再一次改变人类的社会活动,并深刻影响着每个普通人的生活。

    2016年02期 v.25;No.117 97-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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  • 国外可重复使用载人飞船发展现状与关键技术研究

    李志杰;果琳丽;张柏楠;戚发轫;

    载人航天未来的发展面临着能力和效益的挑战,发展可重复使用载人飞船技术是降低载人航天任务成本的重要手段之一。文章对可重复使用载人飞船概念进行了探讨,给出了系统级可重复使用和部件级可重复使用载人飞船的含义。研究了全生命任务周期中载人飞船成本与可重复使用次数的关系,结果表明:可重复使用载人飞船在经济性上较一次性使用载人飞船有明显优势,且可重复使用次数达到10次以上时,能够使成本趋近于最低。对国外可重复使用载人飞船发展现状和主要技术指标进行了分析,并对发展可重复使用载人飞船所须攻关的关键技术进行了梳理。以上研究内容可为我国发展可重复使用载人飞船技术提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 中继卫星支持航天器实时精密定轨技术研究

    王洪锋;李强;羌胜莉;

    通过分析美国跟踪与数据中继卫星系统卫星增强服务,结合我国数据中继卫星系统和北斗卫星导航系统发展现状,总结得到对我国发展数据中继卫星系统卫星增强服务,以实现低轨道航天器实时精密定轨的几点启示:加快建设北斗卫星导航系统全球增强系统;通过冗余提高北斗卫星导航系统全球增强系统可靠性;增加我国数据中继卫星支持广播的能力;建立我国数据中继卫星系统卫星增强服务标准;增加多系统联合定位技术支持;与北斗卫星导航系统D2导航电文配合使用;进行数据中继卫星系统卫星增强服务试验以积累技术经验。

    2016年02期 v.25;No.117 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 航天器综合电子系统在轨重构容错技术研究

    吴海超;栾家辉;张亮;许皓;

    重构容错技术是指利用可重用的软硬件资源,根据不同的任务需求或故障情况进行重新配置,从而可以实现在轨升级或故障修复。文章在介绍重构容错技术的基础上,以NASA的SpaceCube处理器和BittWare公司的重构处理器为典型案例,阐述了其系统构架、重构容错设计和应用情况,总结分析了航天器综合电子系统重构容错技术的优势,如减少系统的冗余和备份,降低制造和修复成本,实现系统内部局部故障的自修复等。借鉴国外重构容错技术的发展和应用,总结出国内航天器综合电子系统重构容错技术应用存在的问题,如缺乏标准化的功能模块设计、在轨故障诊断精度较低等,并提出应开展在轨重构需求分析,以及功能模块化和可重构性的方案设计等建议,可为国内航天器综合电子系统的在轨重构容错设计及相关研究工作提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 120-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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测试与试验

  • 一种小卫星在轨自主测试方法

    张德全;蒋轶颖;赵婷;孔令波;施思寒;

    提出了一种基于星上网络的小卫星系统层面的自主测试方法,能够在较少的人工参与下,可靠地完成卫星的在轨测试。主要测试内容有卫星重要参数监视、遥控指令的自主测试、指定任务的自主测试。该星载自主测试方法是通过软件实现的一种开放式的测试框架,藉此进行卫星上的各种测试。

    2016年02期 v.25;No.117 127-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 130K]
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  • 光纤陀螺测量卫星结构角振动的地面试验验证

    边志强;曾擎;王皓;许海玉;沈毅力;

    针对结构角振动对卫星光学载荷成像影响大,且在轨微振动实时测量较困难的问题,文章对比了国内外角振动测量方法,提出利用光纤陀螺实时测量角振动方法,利用角振动激励台对光纤陀螺测量结果进行了标定,其测量精度满足要求,并测量了动量轮组合工作模式下的卫星载荷安装板的角振动特性。地面试验结果表明:此测量方法合理可行,可为增强卫星在轨的抗振性、提高有效载荷指向精度和稳定度提供参考。

    2016年02期 v.25;No.117 133-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 一种数字遥测接口容差测试方法及实现

    安卫钰;韩笑冬;王志富;

    通过对卫星常用数字接口电路及其传输特性分析,研究了影响接口传输性能的时延、幅值和上升沿特性,提出了一种数字遥测传输接口容差测试方法并研制了测试设备,可以对数字信号进行时延、电平幅值和上升沿的拉偏,实现了接口容差指标的定量测试。通过对卫星单机设备接口拉偏试验,验证了测试方法的正确性和测试设备的实用性。

    2016年02期 v.25;No.117 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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卫星应用

  • 星载微波辐射计分辨率匹配的平滑参数选择

    王兆徽;廖菲;宋清涛;刘宇昕;

    为了反演获得准确的大气海洋参数,须要将星载微波辐射计分辨率不同的观测亮温进行分辨率统一的重采样处理。结合卫星的相关参数,使用渐削圆形口径和正轴等距投影的方式对星载微波辐射计的天线方向图进行仿真模拟。使用Backus-Gilbert方法对包含地理信息的模拟天线方向图以及AMSR-E真实数据进行观测亮温重采样试验,并分析了调整平滑参数时匹配误差和噪声参数两个关键指标的变化,得出选定的最佳平滑参数是当平滑参数从0向无穷大变化时,首次出现构造天线方向图非负的平滑参数。试验表明,目前常用的固定滤波分辨率匹配方法结果较好且计算效率高,具有一定的应用价值。

    2016年02期 v.25;No.117 145-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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信息简讯及其他

  • 动态新闻

    <正>航天战略研究院发布航天首部蓝皮书据中国航天报2016年1月4日报道,中国航天工程科技发展战略研究院发布我国航天领域首部蓝皮书——《中国航天发展蓝皮书(2015)》,旨在打造面向全社会公开发布的双年度学术报告,定期解读中国航天重大活动和贡献,以达到"传播航天声音、讲好航天故事、提出航天议题、引导社会舆论"的目的。蓝皮书全面总结了中国航天发展历程及自主创新经验,解读了中国航天在引领技术进步、支撑经济

    2016年02期 v.25;No.117 153-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K]
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  • 科技成果

    <正>科学家开发最轻薄太阳能电池据科技日报2016年3月7日报道,美国麻省理工学院的科学家开发出一种超轻、超薄的柔性太阳能电池,能附着在物体之上。这种太阳能电池主要由基底和涂层两部分组成,厚度仅为2μm。每克能产生6 W的电力,功率重量比是普通硅基太阳能电池的600倍,而且由于不需要其他工序,减少了电子元件暴露在灰尘和其他污染物中的概率,更能保证产品的质量和性能。这种电池既可用传统的玻璃做

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  • 发射短讯

    赵迎龙;瞭望;

    <正>实践十号已运抵酒泉将于4月发射据中国航天网2016年3月9日报道,由中国航天科技集团公司五院总体部抓总研制的我国首颗微重力科学试验卫星实践十号已运抵酒泉卫星发射中心,将于4月发射。据悉,作为将要发射的第25颗返回式卫星,实践十号进行了大量适应性创新设计。该卫星将为专门用于微重力科学和生命科学提供试验平台,为我国太空微重力研究提供新的技术手段。欧俄"火星生物学"探测器发射升空据科技日报2016年3月15日报道,ESA和俄

    2016年02期 v.25;No.117 156页 [查看摘要][在线阅读][下载 47K]
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  • ExoMars 2016火星探测器

    <正>欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局联合研制的ExoMars 2016火星探测器,于2016年3月14日从拜科努尔航天发射场成功发射,预计今年10月抵达火星。(图中:上为痕量气体轨道器,下为进入下降着陆器)

    2016年02期 v.25;No.117 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 《中文核心期刊要目总览》入编通知

    <正>尊敬的主编先生:我们谨此郑重通知:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,贵刊《航天器工程》入编《中文核心期刊要目总览》2014年版(即第七版)之航空、航天类的核心期刊。该书由北京大学出版社出版。书中按《中国图书馆分类法》的学科体系,列出了74个学科的核

    2016年02期 v.25;No.117 158页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
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