- 王悦;王权;袁丽;李雯婷;何京;
针对航空、航海、空间中继等与日俱增的通信需求,综合考虑地球静止轨道(GEO)卫星和非地球同步轨道(NGSO)星座的独特通信性能优势,文章提出GEO及NGSO卫星通信系统融合应用架构,并对融合过程中需要突破的共型终端、协同组网、移动性切换等关键技术进行分析,给出基于软件定义广域网(SD-WAN)的多轨道卫星协同组网、基于地理位置/负载/剩余时间的移动切换机制、波形动态可重构终端等解决方法,最后提出新系统架构下的应用场景设想,可为GEO及NGSO卫星系统融合发展建设提供参考。
2020年04期 v.29;No.143 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 6544K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 安中文;郝晓强;时立锋;杨博;张华健;
针对小口径卫星天线收发信噪比低和使用受限问题,文章设计了一种基于自适应扩频编码调制(ASCM)技术的卫星通信实现方法,阐述了所设计方法的卫星通信系统架构、ASCM传输帧格式及ASCM参数调整算法。经测试验证,结果表明:此方法可以实现在较低信噪比下的卫星通信信息传输,并可以灵活地根据链路情况自适应调整ASCM参数,具有抗干扰能力强、频谱利用率高、参数切换时间短和无损业务传输等优点。
2020年04期 v.29;No.143 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 3616K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贾贺;荣伟;包进进;王海涛;
针对探月返回器降落伞减速系统的任务特点,通过对返回器-降落伞系统的动力学特性分析,提出了一种开伞载荷非均衡的两级降落伞减速系统设计方案,实现了返回器开伞载荷、器伞系统稳定性等多因素的匹配性设计,通过仿真试验和空投试验验证了方案设计的合理性,最终通过月地高速再入返回任务飞行试验验证了降落伞减速系统性能的有效性。结果表明:降落伞减速系统工作性能稳定可靠,能够确保返回器的安全回收,可以保证后续月球采样返回任务的成功实施。
2020年04期 v.29;No.143 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 4817K] [下载次数：388 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 尚湘安;萧鑫;高杰;张攀;宋宝相;
针对大动态星间速度精确测量问题,文章提出了测量环路多普勒积分时长的设计方法。在获得具体双星星座两颗卫星之间的相对运动速度变化规律的基础上,研究建立不同多普勒变化率积分区间时长情况下的星间速度测量误差数学关系,并进行编程数值计算。通过数值分析和测试结果对比表明:在不同积分区间时长情况下,星间速度测量误差仿真结果与设备实际测试结果一致。多普勒积分时间为200 ms时的星间速度测量误差为±1.4 m/s,通过缩短积分时间长度,可以将星间速度测速误差减小到[-0.14 m/s,+0.14 m/s]以内,达到了预期效果。该方法可应用于星座项目星间速度测量精度指标预算设计工作中进行多普勒积分时长的选择。
2020年04期 v.29;No.143 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2250K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 张曼利;章文毅;马广彬;樊慧晶;
针对目前多星成像目标规划求解算法容易陷入局部最优解,且对于大区域目标及规划时间周期较长时不能尽快规划出较优的成像方案问题,提出一种改进多种群遗传算法的多星成像目标规划方法。以成像规划方案周期最短、覆盖率最大为目标函数建立模型;利用改进的多种群遗传算法对模型进行求解,采用移民算子种群在多种群之间关联及更新种群,保留每代进化中的最优成像方案。利用多星对区域目标成像验证了所提出的方法,结果表明:此方法能够较好地用于模型的建立及求解,有效地规划出目标函数较优的成像方案。
2020年04期 v.29;No.143 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K] [下载次数：380 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 庄海孝;潘腾;何宗波;李怀锋;贺冬雷;
针对空间态势感知领域的空间目标协同监视问题,提出应用禁忌遗传算法的空间目标协同监视资源调度方法。按照资源调度系统的调度能力、目标容量、响应时间等需求,对协同监视的4种任务模式、目标函数、问题建模、求解算法进行具体分析。仿真结果表明:该方法可支持20颗卫星调度、监视跟踪目标容量1000个,在优化求解速度、精度等方面具有明显优势,可应用于我国空间目标协同监视集成管理系统。
2020年04期 v.29;No.143 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K] [下载次数：266 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 姜宇鹏;刘中伟;刘敏时;郭晓华;姜连祥;
针对航天器长期处于辐照、冷热交变等恶劣环境下,内部、外部结构产生疲劳、屈曲等威胁航天器安全等因素,提出多通道分布式航天器舱体健康数据采集方案。该方案能够实时将舱体强度、力、热等飞行参数采集、存储及分时下传。采用FPGA+数字信号处理器(DSP)架构设计多通道、高精度数据采集系统,通过"调零"及"差分电桥"技术消除远距离线损阻抗及压降,并通过多级选通开关高速轮询采集变化的模拟信号。测试结果表明:电阻信号采集精度高于5‰,微弱电压信号采集精度高于2‰,可应用于航天器的实时健康监测与状态评估。
2020年04期 v.29;No.143 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 5311K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 郭坚;李瑞军;范延芳;史向东;
目前航天器设计需求越来越复杂,参与设计方接口越来越多,导致传统的依靠独立串行、手工撰写方式完成的航天器信息流设计方法无法满足现代航天器设计要求。为此,文章提出基于网络的信息流数字化协同设计系统架构。通过在多个领域航天器建造过程中的推广应用表明:该方法能够有效提升航天器研制效率,在保证质量的同时减少研制成本,其实现方法和经验可为同类复杂、现代化工业制造系统的跨网络协同设计提供参考。
2020年04期 v.29;No.143 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 3273K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 邱新安;马动涛;朱博;魏志明;王世佳;
针对我国空间站建设中对空间机械臂操作控制的应用需求,文章对空间机械臂操控手柄的机构和控制方法进行了分析,设计了一种三自由度力反馈手柄。该手柄以球面并行机构为依托,通过对机构关键参数的分析完成手柄构型设计;通过对电机力矩的调节,将机械臂与环境交互的力/力矩信息再现并作用于航天员的手部。该手柄设计将力反馈技术引入到空间机械臂的操作中,增加了航天员通过力交互的方式感知机械臂状态。试验结果表明,力反馈手柄能较好地辅助航天员操控空间机械臂,提高了空间机械臂执行任务时的操作效率。
2020年04期 v.29;No.143 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 6086K] [下载次数：397 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 张涛涛;张琳;夏祥东;高峰;成志忠;
针对航天器气闸舱货舱门与大开口门框面临的相对滑移量大及结构强度差问题,提出了门框刚度补强及增加限位装置的设计方法。通过分析舱门与舱体的相对变形及应力水平,验证了设计方法的有效性。结果表明:门框增加纵向梁刚度补强可有效降低结构的应力水平及相对滑移量;增加舱门与门框之间的限位装置,可进一步有效降低相对变形;限位装置的限位量越大,舱门与舱体的相对变形及应力水平越小,但限位装置的应力越大。舱门与舱体的一体化设计可有效提高舱门的密封性能及结构的安全性,可为我国空间站气闸舱的构型选型及参数设计提供参考。
2020年04期 v.29;No.143 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 6366K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 习成献;孔陈杰;李锐;
针对导航卫星寿命长,地影天数多且周期长的特点,分析并设计了镍钴铝酸锂(NCA)蓄电池组在轨自主管理系统,包括其充电管理、地影期管理、长光照搁置管理、均衡管理、热控管理和自主安全管理等,并成功运用在北斗导航MEO卫星上。通过详细的在轨数据分析,验证了所设计系统的正确有效性,可为后续其他航天器锂离子蓄电池组的在轨自主管理技术提供参考。
2020年04期 v.29;No.143 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 3454K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 周强;王录;刘畅;徐亚威;黄金印;张红星;苗建印;
针对应用于空间核动力及大功率航天器的高温热排散技术,介绍了一种基于3D打印增材制造技术的钛水热管,满足100～300℃温区热量的远距离传输需求。该热管壳体及毛细芯结构通过3D打印技术一体成型,解决了中高温热管在制造方面的诸多难题。文章对热管的传热能力进行了理论分析,分析结果表明热管在180～250℃区间内传热能力最佳,同时搭建了热管启动以及传热能力的试验验证平台,对热管在水平以及逆重力姿态的传热能力进行了试验验证,并与理论分析结果进行了比较。试验结果表明:3D打印技术可成功应用于槽道热管的制造。该钛水热管后续将应用于航天器高温热排散系统的地面演示系统中,用于连接高温两相流体回路冷凝器和碳纤维材料辐射板。
2020年04期 v.29;No.143 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 3124K] [下载次数：471 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 寿秋爽;赵啟伟;周佐新;
地球静止轨道(GEO)卫星为了改善天线性能,将一些射频设备直接安装在天线反射器背部,为此需要在反射器背部设置一个高频箱。当反射器口径大且为固面时,高频箱所处的外部热环境非常恶劣,外热流成分复杂。文章分析了高频箱不同外热流成分的影响,包括直接入射太阳光和来自反射器背部的反射光与红外辐射,并通过仿真和理论分析研究了影响高频箱外热流的主要因素。仿真结果表明:来自反射器的红外辐射热流影响更大。为减小高频箱外热流,反射器背部多层隔热组件外表面膜的太阳吸收比应尽可能小且稳定,以减小高频箱温度波动。
2020年04期 v.29;No.143 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2995K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 谢文远;吕晓辰;李龙;姚伟;
针对航天器通信、激光、雷达等高功率载荷关键部件面临的高热流密度散热难题,开展分级歧管微通道阵列散热器研究。通过歧管结构引入射流效应并缩短散热通道长度,在保证高效散热的同时降低流动阻力。在10 mm×10 mm的硅芯片上使用微机电系统(MEMS)工艺加工3×3阵列的微通道散热器,散热器中微通道宽度为40μm,深度分别为40μm,150μm,300μm。搭建试验装置并研究散热器的流动与散热特性,通过改变入口流率、通道深度及工质种类获得不同参数对歧管微通道散热器内单相流动和散热性能(即压降、温度分布及换热系数)的影响,并在压降小于40 kPa的条件下实现了超过平均450 W/m~2的散热能力。文章的研究成果可用于航天器高功率载荷的高效散热。
2020年04期 v.29;No.143 99-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 7097K] [下载次数：694 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 崔子涵;李志刚;
针对现有小卫星CAN总线通信能力无法满足大规模星载软件在轨重构需求,文章在剖析高传输速率灵活可变数据率控制局域网络(CAN FD)总线技术特点后,提出了适用于小卫星软件在轨重构的新一代CAN FD总线技术应用方法,设计了卫星数据模型(SDM)、总线动态数据实时管理协议,进行了小卫星CAN FD总线架构设计,以及基于小卫星即插即用技术、静动态信息融合的CAN FD总线时序设计,解决了传统CAN总线协议无法适用于小卫星即插即用、高传输速率下总线通信时间占用率过高的瓶颈问题;通过设计CAN FD总线节点,对星载星务主机与下位机之间CAN FD总线通信进行了测试验证,结果表明:CAN FD总线通信协议很好地支持节点的即插即用,通信速率可以达到5 Mbit/s,满足小卫星星载软件的重构需求,可为后续小卫星工程应用提供参考。
2020年04期 v.29;No.143 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ]