- 张红军;周东;李珂;张沛;韦涌泉;于萌萌;
针对月表采样过程复杂且要求地球站的遥操作复杂,导致误操作风险高的问题,提出了一种基于模型的采样器智能自主运动控制方法,建立了采样器运动控制的逻辑模型和参数模型,将采样器运动控制流程分解为运动部件的多个动作,通过部件动作的有机组合以及参数的灵活配置,实现了复杂运动过程的简化操作,提升了地球站遥操作指令的效能以及采样器的自主运动能力。经试验验证,结果表明:采样器智能自主运动控制方法将地球站遥操作指令的效能提升4～10倍,可有效支持采样器在月表强时效性约束的环境中完成采样任务。
2021年04期 v.30;No.149 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 3102K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 潘宇倩;冯文婧;张弓;夏岩;
针对北斗全球卫星导航系统提供高连续性和高稳定性服务的特点,提出了导航卫星健康管理指标体系构建方法,从卫星服务性能及在轨安全稳定运行方面分析影响任务成败的关键因素,转化为故障检测、隔离、预测与评估的需求,再根据需求构建健康管理指标体系,采用参数权衡法,对已构建的指标体系进行定量计算,给出具体的指标要求,作为卫星设计研制的依据。经过地面仿真计算及在轨性能评估验证,结果表明:导航卫星各分系统单机按照指标要求开展设计研制,能够满足空间信号连续性、可用性等系统指标要求,可为星载健康管理指标设计提供参考。
2021年04期 v.30;No.149 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K] [下载次数：488 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李洋;张杨;朱浩平;丁振宇;王韶波;王丽丽;刘航;梅名宣;
针对仅接收1次自动识别系统(AIS)信号实现舰船快速定位的需求,提出了应用星载AIS双天线的舰船快速定位方法,通过舰船位置与星载AIS接收信号多普勒频率,双天线接收信号时差关系,建立舰船定位解算的线性模型。在此基础上,对影响定位精度的卫星位置速度、时差、天线安装位置等误差因素进行分析。结果表明:为保证定位因子达到0.50,卫星速度精度应小于5 m/s;时差精度应小于1×10~(-11) s;双天线距离大于2 m;双天线优先选择安装在滚动轴正向和负向,滚动轴正向和俯仰轴负向,滚动轴负向和俯仰轴正向。文章提出的方法能够快速解算出舰船位置,为成像载荷与AIS综合的舰船识别提供数据支撑。
2021年04期 v.30;No.149 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K] [下载次数：187 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 李志强;张香燕;田华东;
卫星遥测数据预测分析在故障预警中发挥着重要作用。文章将用于时间序列分析的HP (Hodrick-Prescott)滤波引入到遥测数据分析领域中,提出了基于HP滤波分解的卫星遥测数据预测方法,并设计了在轨应用的系统方案。利用HP滤波将遥测数据的时间序列分解成趋势成分和波动成分,并根据各项特点分别使用多元自回归和季节型单整自回归移动平均(ARIMA)模型进行预测,然后叠加趋势成分和波动成分各自的预测值,得到最终组合预测结果。该预测方法可以有效降低由趋势性、波动性等因素相互影响产生的误差,提高预测精度,其系统方案可在卫星监视、故障诊断和预警中实际应用。利用预测方法对某卫星行波管阳压遥测数据进行分析,验证了预测方法的正确性和有效性,在半年时间内的预测结果的相对误差小于0.04%。
2021年04期 v.30;No.149 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K] [下载次数：330 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 施丽铭;姚远明;赵启林;马森;邓宇华;陈浩森;
针对差分进化算法"早熟"问题,提出一种自适应变异率的双策略差分进化(AD-DE)算法。在迭代前期取较小变异率,并采用全局变异策略,快速锁定较优开采区间;在迭代后期取较大变异率,同时采用改进的局部变异策略,提高算法局部开采能力及加快收敛速度。将该算法应用于8个测试函数的优化中,结果表明:AD-DE算法与其它4种差分算法相比具有更好的全局寻优能力,并在某型密封舱结构优化中应用了该算法,有效地减轻了密封舱的结构质量,得到了较好的结构参数。
2021年04期 v.30;No.149 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2721K] [下载次数：404 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 田大可;郭振伟;刘荣强;高海明;范小东;刘兆晶;邓宗全;
针对空间可展开天线大口径发展趋势的需求,提出一种模块化构架式可展开天线支撑机构。首先,基于机构学基本理论,对机构的结构组成、展开原理及锁紧方案等开展了总体结构方案设计;其次,从肋单元尺寸确定、运动学仿真分析、结构实体设计、缓释装置设计等4个方面开展了支撑机构结构设计与分析;最后,研制了一套模块化构架式可展开天线支撑机构原理样机,并在微重力装置上开展了展开功能试验。试验结果表明:依据设计方案研制的支撑机构,其展开过程平缓、顺畅,展开到位后能够顺利实现锁紧,验证了设计的正确性与可行性。所提出的可展开天线支撑机构及其设计与分析方法可为其它类型可展开天线的设计及研究提供参考。
2021年04期 v.30;No.149 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 6011K] [下载次数：852 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 戴志晃;黄建青;刘艳丽;张明栋;胡晓刚;马佰振;
针对空间站电源系统内部多个单机与其他系统进行多总线通信,实现系统内外之间数据交换的复杂信息管理需求,同时考虑到软件的可靠性和继承性,设计采用架构重构和代码重构的空间站电源系统信息管理软件,具有多任务处理实时性高的特征,能实现传统电源下位机软件代码复用,提高代码复用率。另外,通过设计基于多级静态优先级的任务调度模块,实现多总线数据流的合理通信和多任务的有效处理。文章提出的软件重构方案在空间站电源系统信息管理软件中进行应用,实现了38.47%的软件代码复用率,实时性任务的响应率提高了44.48%,可有效满足空间站电源系统的信息管理任务需求。
2021年04期 v.30;No.149 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2231K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 高士峰;郑晋军;汪路元;张睿;冯文婧;郭莹;闫旭;
北斗导航卫星上行注入校验信息主要用于上行注入导航信息的闭环校验及错误重注,具有较高的实时性要求;同时该类信息具有传输路径复杂、处理节点多、处理难度大的特点。文章分析了上行注入校验信息的使用方式、传输路径及传输需求,介绍了基于星间链路的星座信息传输方法。提出了一种工程应用可行的注入校验信息传输方案,进行了星内信息传输流程设计,描述了各个传输节点的信息路径,分析了各个节点的传输时延,提出星地同步注入策略和动态调度措施,对信息传输时延进行了综合评价和优化改进,将传输时延优化压缩至1200～1800 ms。对卫星在轨数据进行了分析,验证了优化措施及分析结果的有效性,可以有效满足卫星工程应用的需求。
2021年04期 v.30;No.149 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2152K] [下载次数：161 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 王佳伟;秦巍;邵坤;刘超;
针对卫星遥测参数变化趋势人工监视准确度低、成本高的问题,在基于小波的频域转换方法基础上,提出了一种基于神经网络的趋势异常的自动学习和判别方法,即通过建立遥测参数趋势变化的频域特征向量模型,利用多层前馈(BP)神经网络方法,实现遥测趋势变化的自动判别和定位,能够有效提高卫星在轨监视的精细化程度和准确度。通过某卫星红外敏感器和太阳电池阵电流遥测趋势识别对方法的有效性进行了验证,结果表明:该方法能够满足自动监视要求,可为卫星在轨管理提供参考。
2021年04期 v.30;No.149 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2863K] [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 王中果;汪大宝;胡月;鲁帆;
分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码调制(ACM)在VCM基础上,充分利用大气损耗的时变特性,可进一步提高链路的数据吞吐能力。为综合衡量数据传输性能,文章提出低轨遥感卫星传输效能因子指标,并对Ka频段降雨特性不同的喀什、北京、三亚地面站CCM,ACM,VCM的传输效能进行了对比分析。仿真结果表明:按链路可用度最大的原则设计时,ACM的传输能力明显优于VCM和CCM,显著提高了数传系统的综合传输效能。
2021年04期 v.30;No.149 69-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 陆翔;张庆君;王爱明;刘杰;刘磊;韩晓磊;何德华;温中凯;
在星载干涉成像高度计基线参数标定过程中,由于时间、传输路径的观测差异导致基线参数标定精度下降。为此,文章提出双频基线定标方法,基于双频同基线重叠观测区域数据实现基线状态标定性能的提升,有效降低干涉基线状态漂移造成的海面高程反演误差。在精确获取重叠区域海面高度条件下,利用在轨高精度基线测量和卫星姿态测量信息,联合高精度基线估计处理算法进行基线估计,将基线估计偏差的均方根降低至原来的1/4～1/5,可实现亚毫米、亚角秒的高精度基线估计精度,从而保证海面高度测量精度,为后续干涉成像高度计在轨定标方案的设计与基线高精度标定提供参考。
2021年04期 v.30;No.149 77-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 5363K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陆岚;孙勇;何熊文;余晟;
为提高大型航天器组合体设备之间指令传输实时性,对设备之间指令的协议和转发流程进行了研究,分析了转发流程每个环节相关的时间延迟,并针对不同环节提出了数据链路层和物理层优化方法:在数据链路层采用解析流程和总线消息反馈过程优化;在物理层采用总线消息发送序列优化。该方法已应用于某大型航天器组合体,通过某舱段真实指令管理设备的时延测试,验证了对于提升指令转发实时性的实际效果。经过优化,指令一次转发的最大时延缩短了65%。文章的研究成果对于大型航天器指令管理设备软件设计具有一定的参考意义。
2021年04期 v.30;No.149 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K] [下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 周勇吉;吕良庆;白云飞;
为了提高星载信息系统在设计、测试、维护和运控过程中数据的流转效率,以电子数据单技术为基础,提出了电子数据单工具链的通用架构,给出的设计方案可实现数据文件的自动转换,有助于数据在各异构系统间的无缝传递。在航天器星载接口业务电子数据单(SEDS)基础上提出了适用于描述业务接口信息及其关系的S-SEDS,为业务间的信息交换提供了解决途径。以1553B总线电子数据单为实例对架构进行了验证,结果满足使用需求。文章为星载信息系统设计到应用全过程中的通用工具链设计提供了思路,有助于实现星载信息系统各部件的即插即用技术。
2021年04期 v.30;No.149 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2060K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 裴彦伟;谭陆洋;谷松;张雷;侯广冰;
针对高分辨率光学卫星对星敏感器支架结构轻量化和指向精度的严苛需求,文章提出一种基于力学和热学的多学科、多目标拓扑优化方法,并设计了一种高比刚度、高指向精度的圆筒式支架。首先,建立静态柔度最小和动态刚度最大的多目标拓扑优化数学模型,确定优化参数;其次,考虑结构和热稳定性,进行多学科多目标协同优化,获取最优的结构形式;然后,通过有限元法对优化后支架进行热稳定性和动力学分析,利用最小二乘法对热变形数据进行拟合,计算出星敏感器指向精度;最后,进行热真空和振动响应特性试验验证。结果表明:星敏感器组件的结构基频为425.6 Hz,结构轻量化率超过45%,指向精度为2.71″,圆筒式支架具有较高的结构/热稳定性和指向精度,满足卫星对其高性能指标的要求,验证了优化方法的可行性,为高精度器件的结构设计提供了一种有效方法。
2021年04期 v.30;No.149 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2530K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘晓敏;孙进;张帅;李晗;
随着遥感卫星信息获取能力的快速提升,传统卫星操控模式已无法满足用户快速、准确、灵活的遥感数据获取和信息产品生产需求,亟需发展智能操控技术来降低卫星操控难度和复杂度,有效提升卫星的应用效能。文章论述了遥感卫星智能操控技术的发展现状,分析了智能星地操控的关键技术,提出基于"智能卫星+一体化地面系统+智能操控平台"架构的天地一体化智能星地操控模式,从任务指控、任务进程监控、任务结果处理与多维度呈现、在轨维护以及在轨健康监测与处置等5个维度优化星地操控接口和操控流程,改善人机交互效果,可为遥感卫星操控模式设计和系统实现提供参考。
2021年04期 v.30;No.149 107-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3288K] [下载次数：590 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 王立武;李博;武士轻;竺梅芳;廖航;王奇;
针对柔性主动展开技术在航天领域应用过程中的关键问题,调研了航天器柔性主动展开技术的应用现状,并从功能特性和展开形式对航天器柔性主动展开装置进行了分类。通过对航天器柔性主动展开装置工作过程中关键环节的剖析,明确了航天器柔性主动展开技术的技术内涵,归纳形成了折叠包装技术、柔性结构展开过程动力学分析、刚-柔耦合系统动力学分析等技术难点与关键技术。之后,对柔性主动展开技术在基础技术理论方面的关键技术进行了分析总结,梳理了柔性主动展开技术在相关领域广泛工程应用还需攻克的关键技术难题,并对相关研究方向的发展提出了建议,以期能牵引相关技术方向的发展。文章最后,对柔性主动展开技术在各应用领域的应用前景和技术发展进行了展望。
2021年04期 v.30;No.149 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 3145K] [下载次数：400 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 何青松;王立武;王寒冰;王广兴;房冠辉;
对海上伞降回收的国外发展情况、关键技术以及我国开展海上伞降回收的研究基础和展望进行了介绍。目前,美国是采用海上伞降回收最多的国家,已经成功完成了多种型号飞船返回舱、航天飞机助推器以及整流罩的海上伞降回收。根据航天器海上伞降回收的方案,海上伞降回收的关键技术可分为降落伞气动减速、航天器着水冲击、航天器姿态调整、海上标位以及海上救援回收。基于我国现有的研究基础和技术储备,我国开展海上伞降回收已经具备一定的条件,可为我国未来海上伞降回收的开展提供较好的支撑。为建立完整的海上伞降回收体系,仍需解决航天器海上空投试验以及高海况海上综合试验、海上救援回收体系搭建、溅落海区的选择以及大质量航天器群伞减速技术等问题。
2021年04期 v.30;No.149 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 3897K] [下载次数：626 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 刘家川;杜辉;王冀莲;刘桔阳;刘畅;郭筱曦;许菁菁;
低轨巨型星座有望对全球航天产业发展带来革命性变化,将对现有外空全球治理机制和规则带来重要改变,开展低轨巨型星座国际协调机制研究对有关新规则发展研究具有重要意义。文章创新性地采用应用层、建设层和影响层3层架构,对低轨巨型星座国际协调需求以及现有国际协调机制的作用与不足进行了较为系统全面的分析。应用层国际协调需求主要包括电信服务市场准入、与地面通信系统融合、提升用户体验等3个方面;建设层国际协调需求主要包括频率轨位协调、设施共享、系统互联互操作、卫星系统研制和发射技术标准化、自由的全球化航天上游市场等5个方面;影响层国际协调需求主要包括应急通信服务、减少数字鸿沟和扶贫、空间碎片、频率干扰响应与处置以及天文观测等5个方面。低轨巨型星座运营商和政府监管机构在国际协调需求方面存在较大差异。未来有可能在国际上形成两种低轨巨型星座协调机制,一种服务于运营商利益,另一种则主要用于解决监管部门的诉求。
2021年04期 v.30;No.149 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K] [下载次数：357 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]