专家特约稿

• 中国现代小卫星发展成就与展望

  白照广;

  结合中国空间技术研究院(CAST)小卫星的研制历程,总结了中国现代小卫星发展成就,分析了现代小卫星技术特点及其应用情况,并提出了中国小卫星健康发展面临的机遇与挑战。以"快、好、省"为指导,以多用途为目标,按照柔性设计、性能滚动提升、低配置/高可靠、产品化等思路,中国空间技术研究院先后建立了CAST968、CAST2000、CAST100、CAST3000等小卫星平台,至2018年10月,已累计发射现代小卫星95颗,在科学与技术试验、遥感、通信等领域得到广泛应用,引领了中国现代小卫星技术的发展。

  2019年02期 v.28;No.135 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
  [下载次数：799 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：40 ] |[阅读次数：0 ]

• 地月系平动点轨道动力学建模与控制策略研究

  于登云;周文艳;高珊;

  根据嫦娥四号探测器开展月球背面探测的中继通信需求,基于地月系平动点特性,建立考虑三体引力的高精度动力学模型,给出不同飞行阶段的轨道求解方法。在动力学模型和求解方法基础上,结合嫦娥四号"鹊桥"中继卫星的轨道设计,提出了最佳轨道方案和轨道控制策略。"鹊桥"卫星的飞行实践结果表明:动力学建模及轨道设计结果正确,满足中继任务需求,相关模型和方法可为未来平动点任务提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]
  [下载次数：296 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]

研究与设计

• 载人航天器与空间站共轨飞行轨道维持策略

  刘欢;张柏楠;张永;

  针对载人航天任务中面临的与空间站保持长期共轨飞行的轨道问题,分析了航天器在地球扁率J_2项摄动以及大气阻力摄动作用下,长期共轨飞行航天器半长轴、相位和升交点赤经的变化特性,并设计了仅通过面内调整同时实现面内和面外调整的共轨维持的控制策略。通过仿真算例验证了控制策略的有效性,轨道维持的燃料消耗合理。可为我国载人航天器与空间站共轨方案设计提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K]
  [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]

• 海洋一号C/D卫星在轨交叉定标设计

  张可立;张永超;马越;

  为了满足定量遥感对海洋水色遥感仪器定标精度定期监测的需求,提出海洋一号(HY-1)C/D卫星在星上配置具备高光谱分辨率与高辐射定标精度的定标光谱仪的设计方法,实现对同一卫星平台载荷设备的交叉定标。根据交叉定标基本原理,给出HY-1C/D卫星在轨实现交叉定标的流程设计,指出星上定标光谱仪作为参考遥感器需要满足的设计要求,并从工程实际角度对在轨交叉定标精度进行了预估。结果表明:在轨同平台交叉定标设计能够有效提升光学遥感器之间的交叉定标精度。

  2019年02期 v.28;No.135 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K]
  [下载次数：402 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

• 火星车定向天线自主对地指向规划方法

  彭松;贾阳;隆昌宇;陈百超;朱玛;张建利;

  针对火星车的2自由度定向天线,结合在轨约束条件和对地数传需求,提出一种基于解析星历的器上自主对地指向规划算法。首先给出火星和地球的相对方位、信号传输时延和空间交会的解析计算公式,摆脱了复杂的星历表模型,使得器上计算机运行更加高效;在此基础上根据火星车位置和姿态、定向天线安装矩阵,计算定向天线的转角,并给出天线转轴运动控制策略,使其实时自主跟踪地球,建立稳定运行的通信链路。通过仿真对解析星历计算结果进行检验,并在室内试验场对天线自主跟踪结果进行验证,仿真和试验结果表明该方法合理可行,指向精度满足使用要求。此方法解决了大时延下火星车定向天线对地球的指向和跟踪问题,将会应用至我国的首个火星车上。

  2019年02期 v.28;No.135 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
  [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]

• 星相机高精度校时计时方法

  宗云花;于艳波;邸晶晶;任宇宁;刘晓鹏;王伟之;

  设计一种星相机高精度校时计时方法,星相机通过调节自身设备时钟使其与卫星时标严格对准,并精确记录对准误差,以实现与卫星同步信号的时间同步精度优于1μs,解决传统只记时不校时的时间同步方法存在较大系统误差的问题。通过时间同步误差分析和测量对校时计时方法进行验证,结果表明:时间同步误差最大值为880ns,可保证2台星相机与卫星平台之间的高精度时间同步,对提高测绘定位精度具有应用价值。

  2019年02期 v.28;No.135 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
  [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ]

• 充气式再入航天器结构参数优化及防热试验工程方法

  黄明星;曹旭;唐明章;

  用工程算法对充气式再入航天器的全展开半径,半锥角,刚性头锥半径与全展开半径之比三个方面的参数进行了优化计算,获得同时满足航天器质量,刚性头锥及柔性防热系统温度约束条件的充气式再入航天器的设计方案,计算得到了优化设计方案整个再入过程的外热流密度和温度变化规律,并且通过与文献中数据对比,验证了文中工程算法的正确性。针对再入过程的外热流密度和温度条件,参考充气式再入返回试验(Inflatable Reentry Vehicle Experiment,IRVE)典型防热材料,设计不同的柔性防热系统结构试验件。最后,通过热冲击试验,得到了各试验件冷端的温度响应,验证了各试验件在再入温度条件下防热性能。文章提出的柔性防热系统结构的改进方向,可为充气式再入航天器的设计分析提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2388K]
  [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ]

• 航天器刚性太阳翼在轨一维展开时间近似算法

  苟仲秋;张永;王杰;

  针对航天器总体方案设计阶段迭代数值仿真太阳翼在轨展开时间计算复杂问题,以航天器刚性基板一维展开太阳翼为研究对象,将太阳翼的在轨展开运动简化为单自由度的刚性运动。利用动-势能守恒原理,推导了太阳翼在轨展开时间的理论公式。根据实际工程参数对太阳翼展开时间的理论公式进行了简化、拟合,建立了太阳翼展开时间的近似算法。近似算法解析计算的太阳翼在轨展开时间与数值仿真计算结果比对表明:相对误差小于10%,可以满足工程要求。用该近似算法,可在航天器总体方案设计阶段较为简单地计算并合理提出太阳翼在轨展开时间指标。

  2019年02期 v.28;No.135 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
  [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 误差链对星载网状可展开天线电性能影响分析

  薛碧洁;唐雅琼;钟红仙;张磊;

  针对星载网状可展开天线因展开臂、展开关节等产生的误差链和地面电性能不可测试等问题,开展误差链对天线电性能的影响分析。引入位置姿态转换矩阵建立误差链传递模型,将此误差模型引入到天线辐射场分析模型,并建立各误差环节对天线电性能的机电耦合模型,通过数值方法得到固定误差和不定误差与天线平均功率方向图的关系,以及角度误差与天线最大增益之间的定量关系。分析结果表明:角度误差对误差链有明显的放大作用,相比于位置误差对电性能的影响较大,角度误差与最大增益有均匀或突变等不同程度的单调递减关系,因此在天线设计与安装中应着重关注和调整各安装位置的角度误差。

  2019年02期 v.28;No.135 56-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K]
  [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于相变传热技术的空间瞬时大热耗载荷级联散热设计

  李新;韩新民;何书通;刘万发;黄金印;彭方汉;王录;孟繁孔;何江;

  针对空间千瓦级瞬时大热耗载荷的散热问题,提出了一种"平板蒸汽腔(Vapor Chamber,VC)+相变装置(Phase Changed Material,PCM)+环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)"的一体化通用级联散热设计方法。以被动控温为主,采用当量导热系数大于2000W/(m·K)的VC强化传热,进而通过3D打印的导热蜂窝结构PCM强化热量的储存和释放。以某瞬时热耗达3000W的空间载荷为例进行散热设计,通过热分析和热试验验证,结果表明:热源45s和60s工作时间内最大温升分别为12.5℃和19.6℃,温度控制在10～40℃的范围内;修正后的热分析模型与热试验结果对比,绝对误差为1℃左右,相对误差为4.85%。验证了设计方法的正确性,可为同类空间千瓦级瞬时大热耗载荷的热设计提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 63-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
  [下载次数：341 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]

• 航天器异地测控链路无线联试系统设计

  李霁川;谭征;吴伟;潘顺良;

  针对当前测控链路无线联试系统无法满足航天器异地无线联试需求的问题,提出了一种基于远程以太网络的无线联试系统架构,围绕任务需求开展射频-数据一体化处理、远程网络数据加密传输和远程网络数据传输服务质量(QoS)保障等关键技术研究,并通过搭建原型系统和测试环境对系统功能进行了验证。提出的异地无线联试系统架构可为后续各类航天器在发射场等的异地联试系统设计提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1997K]
  [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]

• 应用SpaceWire网络的航天器分布式存储系统设计

  穆强;牛跃华;于俊慧;李欣;袁珺;高何;

  针对航天器数据存储需求多样化的发展趋势,提出了应用SpaceWire网络的分布式存储系统设计。系统由控制模块和存储模块组成,为航天器载荷设备提供标准SpaceWire物理层、链路层接口,并在网络层提供统一的虚拟数据接口,通过逻辑地址进行标志和寻址,可屏蔽系统内部网络细节;载荷设备不必关注存储系统内部网络结构的变化,当部分模块故障时,可重新规划传输路径,对分布式存储系统进行重构,实现系统控制和数据存储功能的迁移。与存储需求相近、配置双固态存储系统的设计相比,其接口种类、协议设计更加简化,且系统重构方面的优势更为明显。

  2019年02期 v.28;No.135 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2074K]
  [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]

• 船载卫星遥感数据接收天线跟踪精确度改进方法

  陈元伟;张国梁;戎景会;

  针对船载卫星遥感数据接收天线的动态跟踪航行特点,提出一种提高船载卫星遥感数据接收天线跟踪精确度的方法。通过天线伺服控制设计和计算机程序,克服船姿扰动对天线跟踪的影响,实现快速捕获目标卫星并进行精确稳定跟踪,从而解决恶劣海况下,船行过程中对X频段低轨卫星全空域、无盲区跟踪和可视区域内的高精度指向跟踪问题。该方法已在雪龙号船载卫星遥感接收处理系统建设中得到应用,可为后续舰船上建设遥感卫星接收系统提供借鉴。

  2019年02期 v.28;No.135 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
  [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]

• 一种电缆组件复杂度的数学建模及评估方法

  赵冰欣;崔波;刘奕宏;杨祎;王赫余;

  针对电缆组件复杂程度描述方法的空缺、难以快速识别出电缆网中复杂电缆组件的问题,提出了电缆组件绝对复杂度和相对复杂度的概念,采用邻接矩阵存储方法对电缆组件的数据进行记录,引入Floyd算法对电缆组件相对复杂度进行了计算,建立了电缆组件复杂度的评估方法。应用提出的电缆组件复杂度的数学建模及评估方法,对某航天器整器电缆网设计进行了复杂度的识别和评估,以降低电缆组件复杂度为目标对电缆组件进行了优化。结果表明,该方法可以给出衡量电缆组件复杂程度的定量指标,快速识别出电缆网中的复杂电缆组件,可为电缆组件的优化设计提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K]
  [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]

发展战略与情报研究

• 木星环绕探测器电源系统设计研究

  张文佳;刘治钢;张晓峰;朱立颖;田岱;

  木星环绕探测任务的规划,对电源系统的设计提出了新的需求和挑战。文章结合木星及木星系环绕探测器任务各个阶段的温度、光照、辐射等空间环境特点,分析了电源方案的设计需求,并调研了以美国伽利略号(Galileo)、朱诺号(Juno)和欧洲木星冰卫星探测器(JUICE)为代表的国外木星环绕探测器的电源系统设计。根据我国的能源和航天技术发展现状,比较了同位素电源和太阳电池阵2种技术路径,提出"太阳电池-蓄电池"是木星环绕探测电源系统的可行方案。最后给出了电源系统的初步设计方案和输出仿真,并通过分析建议在低温低光照太阳电池、宽域电源控制器和太阳电池辐照防护等技术方面针对任务进行适应性改进,以满足木星环绕探测的任务需求。

  2019年02期 v.28;No.135 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K]
  [下载次数：247 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

• 航天器舱外载荷适配器技术综述

  康永;周晖;马少君;高波;谭立;

  航天器舱外载荷适配器是一种轻小型空间对接机构,根据操作方式分为被动式和主动式两大类。文章介绍了日本设备调换装置(EEU)、美国飞行可释放连接机械装置(FRAM)等国内外舱外载荷适配器,总结了其引导定位、机械锁紧和电连接的功能实现方式。针对空间机械臂操作、人机工效学存在的无法精确定位和驱动力不足的问题,分析了舱外载荷适配器的工作模式、关键部件、地面试验等关键技术和解决措施。针对未来我国先进载荷任务需求,提出了开展功能强大、承载能力强的主动式适配器研究建议;针对大型高轨航天器,提出了开展被动式适配器技术研究建议。

  2019年02期 v.28;No.135 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2244K]
  [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ]

测试与试验

• 中继卫星在轨自动跟踪精度测试方法研究

  王珊珊;余晓川;关鹏;冯海浪;

  针对中继卫星在轨自动跟踪精度测试基准值建立和有效数据获取的难题,根据在天线电轴跟踪零点附近角误差电压灵敏度正比于波束指向角误差灵敏度的特性,提出了采用角误差电压灵敏度作为基准值,天线稳定跟踪目标时的方位角误差电压和俯仰角误差电压作为测试数据,通过数据处理得出在轨自动跟踪误差,然后与差波束零点(天线电轴)与和波束接收信号最大值轴之差相加,得出在轨自动跟踪精度的测试方法。并制定测试方案和测试流程,在轨进行了实施。与地面测试结果进行比较,数据相近,验证了测试方法的可行性和有效性。采用该方法测试难度小,便于实施,测试结果不受天线安装误差、卫星姿态变化等因素的影响,解决了中继卫星在轨自动跟踪精度测试的难题。

  2019年02期 v.28;No.135 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K]
  [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]

• 邻近空间链路探测器器间通信测试方法

  陈刚;吴佳丽;高芫赫;杨东;

  Proximity-1邻近空间链路协议(简称Proximity-1协议)采用了全双工通信、链路自适应等技术,非常适合火星探测器器间通信链路。为了对全双工通信、链路自适应等功能进行系统级验证分析,文章结合火星探测方案与综合测试需求,提出了器间链路测试方案,并基于地面设备对Proximity-1协议的关键技术进行系统级测试。结果表明:全双工通信、自适应切换等功能均得到有效验证。文章设计的系统级验证方法,可为未来飞控工作提供参考。

  2019年02期 v.28;No.135 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1920K]
  [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

卫星应用

• 天基通信系统在智慧海洋中的应用研究

  王权;刘清波;王悦;熊越;袁丽;

  针对国家智慧海洋各类信息通信传输的需求和通信能力现状,综合考虑高轨和低轨通信卫星的通信能力,提出高轨+低轨天基通信系统架构,并对相控阵天线、终端网络架构和波束切换等关键技术,以及海上宽带接入、应急通信和航海监视等九大应用服务模式进行分析。最后提出了统筹规划与分步实施相结合、工程示范与商业应用相结合等通过天基通信系统后续发展智慧海洋的建议。

  2019年02期 v.28;No.135 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K]
  [下载次数：555 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ]

• 高分四号卫星在溃决型洪水灾害监测评估中的应用

  吴玮;

  高分四号卫星具有响应速度快、重复观测周期短等优势,是监测溃决型洪水发展变化状况的有效手段。以江西省鄱阳县河堤溃口引发的洪水灾害为例,将灾区灾后多时相的高分四号卫星连续监测图像与灾前高分一号卫星图像结合,提出空间位置关系约束条件下的溃决型洪水范围提取方法。通过构建人口评估模型,实现受灾人口的快速估算。应用结果表明:高分四号卫星能及时监测突发性溃决型洪水,并能根据实际需求实现对灾区的连续监测;基于高分四号卫星图像的洪水范围提取和受灾情况评估方法,简便易行、准确性高,可用于溃决型洪水范围及其变化的监测评估。根据溃决型洪水灾害监测评估的实际应用需求,从多种卫星的组合观测、地球静止轨道卫星性能指标提升等方面提出了高分四号卫星应用和后续卫星研制建议。

  2019年02期 v.28;No.135 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
  [下载次数：468 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

航天短讯及其他_航天短讯

• 航天短讯

  赵迎龙;赵宏校;

  <正>天链二号01星成功发射据中国空间技术研究院网站2019年4月10日报道,3月31日,天链二号01星在西昌卫星发射中心成功发射,这是我国第二代地球同步轨道数据中继卫星的首发星,标志着我国数据中继卫星系统能力再次大幅提升。卫星由中国空间技术研究院通信卫星事业部抓总研制,采用东方红四号卫星公用平台,主要为飞船、空间技术实验室、空间站以及中、低轨道遥感、测绘、气象等卫星提供数据中继和测控服务。在

  2019年02期 v.28;No.135 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
  [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 美国SpaceX公司龙2(Dragon V2)载人飞船与“国际空间站”(ISS)成功对接

  <正>~~

  2019年02期 v.28;No.135 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
  [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 《中文核心期刊要目总览》入编通知

  <正>《航天器工程》主编: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》2017年版(即第8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78个学科的核心期刊表,并逐一对核心期刊进行了著录。著录项目包括:题名、并列题名、主办单位、创刊时间、出版周期、学科分类号、ISSN号、CN号、邮发代号、编辑部地址、邮政编码、电话、网址、电子邮箱、内容简介等。

  2019年02期 v.28;No.135 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 2359K]
  [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

• 《航天器工程》征稿简则

  <正>《航天器工程》是由中国空间技术研究院总体部主办的综合性技术期刊,也是中国宇航学会飞行器总体专业委员会、中国宇航学会系统工程与项目管理专业委员会会刊,是国内全面、综合反映空间技术发展、工程研究、系统设计、集成测试和试验发展水平的代表性期刊之一,是中国科技核心期刊、中文核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊,面向国内外公开发行。主要读者对象是从事航天系统工程及其相关领域的科研人员、工程技术人员和管理人员,以及大专院校相关专业的教师和研究生等。

  2019年02期 v.28;No.135 147页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
  [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
下载本期数据