航天器工程

专家特约稿

  • 星载高分宽幅SAR技术发展趋势分析

    张润宁;王旭莹;王志斌;

    分辨率和测绘带是星载合成孔径雷达(SAR)技术的两个重要指标,传统星载SAR由于最小天线面积的限制,不能同时实现方位向高分辨率和距离向宽测绘带。文章分析了星载SAR在同时实现高分和宽幅成像方面的固有约束以及传统SAR体制的局限性,分析比较了实现高分宽幅的新体制的技术特点、系统代价以及涉及的关键技术,从卫星总体角度分析了高分宽幅成像对卫星平台能源、数传等支撑能力的需求,并对未来高分宽幅SAR技术体制的发展方向进行了展望。

    2022年01期 v.31;No.152 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1134K]
    [下载次数:891 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:19 ]

研究与设计

  • 亚太6D通信卫星方案设计与技术特点

    魏强;廖瑛;石明;刘建功;周颖;刘忠汉;

    亚太6D(APSTAR-6D)通信卫星是我国研制的首颗Ku/Ka频段全球高通量宽带商业通信卫星,也是首颗东方红四号增强型(DFH-4E)公用平台全配置的卫星,其通信容量达到50 Gbit/s,并具有90个用户波束实现可视范围下全球覆盖。文章概述了亚太6D卫星的方案设计,并总结了卫星系统减重、布局优化、高性能有效载荷、全生命期电推进应用、高效载荷测试、流程优化、在轨自主运行管理等技术特点,并给出了在轨使用效能以及对后续高通量卫星的发展建议。卫星的成功发射和在轨应用,实现了我国高通量卫星技术水平的大幅提升,可以有效地促进我国高通量卫星的研制及应用。

    2022年01期 v.31;No.152 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
    [下载次数:567 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:48 ]
  • 导航卫星可用性提升设计与实现

    李美红;杨慧;袁莉芳;马利;周静;刘新;

    针对影响导航卫星系统可用性的中断,从降低中断频次和缩短中断处置时间方面开展了系统优化设计,提出了一套基于多参数联合的降低轨控中断频次的设计方法,优化设计了一种基于在轨轨道摄动特性的中断时间最短的漂星策略,建立了一套异常中断分级处置原则,有效缩减了中断时间,实现了导航系统可用性的大幅提升。此方法在工程实际中已成功应用验证,在轨运行结果表明:所有卫星空间信号可用性均满足系统指标要求,为北斗系统的稳定运行提供了有力的技术保障。

    2022年01期 v.31;No.152 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]
    [下载次数:166 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:11 ]
  • 高分多模卫星星地一体化专项工程研究与应用

    郭丁;孟令杰;于龙江;时魏旭;李姗姗;范立佳;余婧;姜洋;

    高分多模(GFDM-1)卫星是我国民用空间基础设施规划中的首颗高分辨率光学对地成像敏捷遥感卫星,其最高分辨率达到0.42 m,成像模式灵活且丰富。为实现卫星设计、研制与应用的紧密结合,确保卫星入轨后实现高成像质量、高成图效率、高应用效益,切实解决用户业务中的实际问题,开展了星地一体化专项工作,在卫星像质保证、任务定制、数据处理、在轨综合效能评估等方面部署了研究课题,在卫星工程研制和在轨测试阶段全程同步实施。通过技术研究、产品开发、测试与应用,并在卫星入轨后迅速支持卫星任务定制、载荷定标、数据处理与业务应用,实现了星地一体化同步协调发展,提高了空间基础设施应用效益。

    2022年01期 v.31;No.152 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1686K]
    [下载次数:260 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:7 ]
  • 天基宽带信息传输网架构与路由协议分析

    陈特;高曌;刘伟;陶滢;周钠;

    面向高轨天基宽带信息传输网天地融合组网需求,开展了网络架构分析与组网方案设计,提出了路由自治域划分方案和路由交换总体策略,重点针对IP路由协议进行了链路开销与收敛特性分析,并完成了仿真验证,结果表明:地面IP路由协议各有优缺点,在后续开展天基宽带信息传输网组网协议设计时需进行针对性改进。

    2022年01期 v.31;No.152 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K]
    [下载次数:184 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:13 ]
  • 基于信息流的耦合数字卫星构建方法

    石薇;王永;常亮;王明亮;

    针对卫星的地面测试、系统演练及在轨运行等需求,提出了基于信息流的耦合数字卫星构建方法,通过低成本、低风险、高效率的模拟硬件行为,解决了硬件未全部就绪的情况下,开展软件全生命周期的并行开发及测试;通过提供动力学、能源、热模型等耦合数学模型库,解决仿真系统和真实卫星行为差异问题,提供了在轨卫星故障链预演和分析平台。基于信息流的耦合数字卫星以虚拟处理器仿真为核心,通过硬件行为模拟,结合多物理场数字模型,扩展了数字卫星仿真的覆盖面,加强了仿真的真实性,降低了成本与风险。

    2022年01期 v.31;No.152 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
    [下载次数:207 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:16 ]
  • 卫星测控射频链路安全防护能力分析与设计

    李文东;张莎莎;赵鹏飞;张涛;

    针对当前卫星测控射频链路面临的安全威胁,文章分析了不同测控体制的抗干扰能力,提出一种兼容直扩/扩跳频等多种体制的测控系统方案,采用多体制融合设计及基于窗函数的频域抗干扰算法,并在射频接收通道增加限幅器设计,在某遥感卫星的测控系统中应用,经过工程试验表明:此测控系统方案具备较高抗干扰能力和抗毁伤能力,可为其他有高抗干扰能力需求的卫星测控系统设计提供借鉴。

    2022年01期 v.31;No.152 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
    [下载次数:350 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:12 ]
  • 空间站在轨组装的微纳卫星模块化设计与集成方法

    许永生;郑靖;王涛;李春;黄维达;吕红强;

    针对空间站在轨组装微纳卫星的特点,提出了一种面向空间站站内人员在轨组装的微纳卫星模块化设计与集成方法,此方法提供了基于标准结构板与模块定位销的空间站内微纳卫星装配方案,与现有模块化集成设计技术相比,得益于良好的上行力学环境,卫星结构、功能模块无需高强度结构设计,组装的卫星更轻巧;具有在空间站失重环境、工具有限条件下宇航员快速便捷完成模块装配、连接、去除、增加、更换等各种操作的优点;采用开放式组装架构,扩展性强,可根据任务需求,实现不同功能微纳卫星的更快组装、部署。可为我国空间站在轨组装及部署微纳卫星提供设计参考,有效降低空间站在轨组装难度和工作量。

    2022年01期 v.31;No.152 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]
    [下载次数:739 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:15 ]
  • 二维展开太阳翼地面展开试验装置设计与验证

    任守志;商红军;贾文文;管帅;郑树杰;姚迪;王宁;

    针对二维展开太阳翼地面展开过程中重力卸载较困难的情况,设计了适用于二维展开太阳翼的地面展开重力卸载装置,建立了某二维太阳翼在此地面展开试验装置上的动力学模型并进行了动力学仿真分析,分析结果表明太阳翼能够正常展开并锁定,除了太阳翼一次和二次锁定前后瞬间,其余展开过程中吊挂绳索张力最大变化量仅为7%,展开后最大变化不超过2%;该试验装置在某太阳翼上的应用结果表明太阳翼展开前后吊挂绳索吊挂力变化不超过1 N。此试验装置可为其他空间二维展开机构的地面展开试验提供参考。

    2022年01期 v.31;No.152 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
    [下载次数:381 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:11 ]
  • 面向结构动静态变形控制的作动器综合优化配置研究

    王祥;王晓宇;柴洪友;

    针对航天器柔性结构动态和静态变形控制的作动器布局关键问题,提出了一种综合优化配置方法。首先,基于有限元分析方法建立结构和压电作动器的模型。然后,基于可控Gramian矩阵提出了一种新的动态变形控制准则,并以形面均方根误差(RMSE)作为静态变形控制的优化准则。改进NSGA-II遗传算法的交叉和变异算子,以动/静态变形控制准则为目标,获得作动器综合优化配置Pareto最优解集。最后,提出归一化加权方法进行最优解集的综合筛选。最后,文章以一大型抛物柱面天线的支撑桁架为例,通过仿真验证了综合优化配置方法的优越性,其优化配置结果兼顾了动态变形控制和静态变形控制的性能。

    2022年01期 v.31;No.152 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K]
    [下载次数:160 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:13 ]
  • 聚合物基热界面材料研究进展及空间应用探讨

    吴琪;苗建印;李文君;付振东;杨琦;

    聚合物基热界面材料的导热性能优化是解决航天器高热流密度载荷/器件散热问题的关键技术。文章梳理了聚合物基体调控、导热增强相调控以及基体/增强相界面调控等现有的聚合物基热界面材料导热性能优化技术,并结合真空、辐照和热循环等空间环境约束,分析了以上调控技术的空间应用可行性及注意事项,并针对航天器热控系统设计提出了聚合物基热界面材料的应用建议,以期为航天器用聚合物基热界面材料的设计和应用提供参考。

    2022年01期 v.31;No.152 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
    [下载次数:707 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:7 ]
  • 载人航天器测控与通信分系统安全工作模式设计

    丁凯;夏奕;张克楠;龙吟;

    从载人航天器测控与通信分系统链路资源出发,提出了基于地面S频段测控及导航信号接收链路全向覆盖,宽波束中继链路自主组阵,窄波束中继天线自主跟踪的测控与通信分系统安全工作模式,确保任何情况下测控通信链路都能够稳定建立,特别是在载人航天器出现异常掉电又恢复后,测控与通信分系统能够自动恢复高、低速天地链路,确保载人航天器安全工作。该模式设计经过地面测试验证和在轨飞行验证,既能够满足正常飞行时链路余量大于3 dB的要求,又有效减少了紧急情况下载人航天器对地面的依赖,取得了良好的在轨应用效果。

    2022年01期 v.31;No.152 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
    [下载次数:196 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:15 ]
  • 应用扩展帧的航天器CAN总线应用层协议设计

    闫国瑞;苏晨光;林博轩;史简;田帅虎;李军予;

    为了适应航天器信息流多样性需求,提升信息交互的灵活性,提出一种应用扩展帧的CAN总线应用层协议设计。对CAN总线扩展帧29 bit标志符进行合理划分,将其分为数据优先级、源节点地址、组播标志、目的节点地址、帧序号标志、帧序号、帧数据类型7个部分,使得该协议可以支持多优先级、主从、多主、组播、广播等多种灵活通信方式,支持CAN帧起始帧、结束帧、帧连续性判断,以及应用层数据包检验,提高数据传输的可靠性。另外,给出了组播、广播地址分配及屏蔽策略,满足复杂航天器的信息流需求,简化信息流设计过程。最后,通过构建组播、多主及多优先级场景进行应用实例验证,证明了文章提出的协议设计具有适用范围广、灵活性高等优点。

    2022年01期 v.31;No.152 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
    [下载次数:210 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:21 ]
  • 面向差异化QoS保障的卫星返向链路资源分配策略

    缪中宇;陈特;冯瑄;郑寒雨;秦鹏飞;蒲明龙;陶滢;

    面向采用多频时分多址接入(MF-TDMA)体制的宽带卫星返向链路,提出了一种符合第2代数字视频广播-交互式卫星系统(DVB-RCS2)标准的差异化服务质量(QoS)资源分配策略,能够从用户优先级与业务类型区分QoS级别,为系统中的用户提供6类不同的QoS保障。基于资源分配策略设计了一种面向差异化QoS保障的返向链路资源分配算法,保障重点用户接入,并在系统资源不足时通过服务降级显著提升用户服务率。仿真结果验证了所提策略在用户与业务维度均能提供差异化的服务质量,可用于宽带卫星通信系统。

    2022年01期 v.31;No.152 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2100K]
    [下载次数:312 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:14 ]
  • 卫星时分多址信号高精度快速时频差联合估计方法

    陈潇扬;邱乐德;李帅;李明;辛宁;

    针对传统时频差估计方法对时分多址(TDMA)信号进行参数估计时会出现不同用户相互影响、估计精度差,以及计算复杂度高不利于系统实时信号处理等问题,文章提出一种高精度快速时频差联合估计方法。首先,基于循环平稳特征对主站接收数据进行信号检测;然后,基于小波阈值去噪和短时电平和进行TDMA信号时隙分离;在此基础上,基于不同调制信号特征参数设计多级分类器,对每个分离的信号时隙进行调制样式判别,进而分选不同用户对应的信号时隙;接着,利用主站分选的各个用户信号分别与辅站信号进行时频差粗值估计;根据粗时频差估计值减小细化时差搜索范围,以获取精细时频差估计值;最后,利用二阶曲面拟合方法进一步提升参数估计精度。仿真结果表明:文章所提方法能够有效实现TDMA信号高精度快速时频差联合估计,可为后续卫星频谱感知体系的建设提供理论支撑。

    2022年01期 v.31;No.152 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2210K]
    [下载次数:253 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:15 ]

发展战略与情报研究

  • 低轨卫星导航系统技术发展研究

    聂欣;郑晋军;范本尧;

    基于GNSS服务能力及低轨卫星导航服务需求,对国内外低轨卫星现状进行了综述,总结其技术发展路径及效果,研究了低轨卫星导航系统的使能技术,结合服务需求和技术发展趋势,提出我国低轨卫星导航系统发展"增强、备份、独立"三步走的建议,并给出了地面段、空间段和用户段的相应配置。增强模式采用"信息+信号增强"的模式,多种手段综合提升系统服务性能。对于第一步和第二步,可采用统筹建设的方法,形成增强和备份能力。可为我国低轨卫星导航系统的建设提供参考。

    2022年01期 v.31;No.152 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
    [下载次数:1105 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:14 ]

管理与实践

  • 天问一号火星探测器产品保证工作实践

    刘国强;孙泽洲;饶炜;高鸿;曲少杰;张红军;褚永辉;吉龙;郑旸;

    分析了火星探测器任务环境复杂、软件自主性高、验证任务重、材料选用控制难等特点,总结了天问一号火星探测器在狠抓风险识别与管控、聚焦软件系统设计源头,严格试验考核,以及严控材料选用及验证等方面采取的主要产品保证工作措施。上述措施有效保证了天问一号火星探测器的产品质量,可为后续火星探测器及其他行星际探测器研制过程的产品保证工作提供借鉴。

    2022年01期 v.31;No.152 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K]
    [下载次数:259 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:15 ]
  • 航天器软件质量度量模型研究与应用

    贺晓洋;金晟毅;张杨;曹瑞强;苏若曦;彭兢;

    针对当前缺少通用的航天器软件产品质量度量方法、现有的方法难以表征和量化度量软件产品研制全过程的质量结果、难以根据质量度量结果开展针对性质量提升的问题,提出了一套通用的航天器软件产品研制过程质量度量模型。此模型对软件研制过程质量要素9项要求和28条子要求进行了质量定义,设置了质量度量评分标准,基于评分结果可对软件产品开展针对性的质量提升工作。该模型首次应用于嫦娥五号探测器软件产品研制,有效地支撑了嫦娥五号任务的圆满成功,对于航天器型号软件产品研制过程具有参考价值和借鉴意义。

    2022年01期 v.31;No.152 133-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1859K]
    [下载次数:294 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:6 ]

测试与试验

  • 低轨卫星太阳电池阵输出电流异常诊断方法

    陈曦;左子瑾;张昊鹏;

    为应对低轨卫星太阳电池阵输出电流下降导致的在轨运行风险,需要进一步提升对太阳电池阵输出电流监视诊断的准确性和及时性。首先,针对太阳电池阵输出电流精细化诊断的需求,分析了传统工况条件关联、差值比对关联诊断方法的局限性,以及影响诊断报警精度和时效的原因;然后,提出了借鉴性能量化评估思路的归一化诊断方法,并给出了数据处理算法及诊断流程。经在轨验证,结果表明:归一化诊断方法有效可行,诊断精度相较关联诊断方法的电流波动6~10 A提升至0.5 A,满足快速、精确诊断的需求。

    2022年01期 v.31;No.152 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K]
    [下载次数:175 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:6 ]
  • 四结砷化镓太阳电池电路可靠性设计及验证技术研究

    李大正;李雅琳;李朝阳;李峰;蒋硕;薛梅;柳青;姜德鹏;

    四结砷化镓太阳电池在半刚性太阳翼上应用,需要满足长寿命高可靠要求,文章针对新型太阳电池片在轨应用的空间环境适应性考核验证问题,开展了四结砷化镓太阳电池小板试验验证,对试验方案及数据结果进行了分析说明。通过对热、静电放电、辐照的分析及试验,结果表明:四结砷化镓太阳电池可以满足半刚性太阳翼长寿命高可靠应用的要求,相关试验验证情况将为后续四结砷化镓太阳电池在卫星半刚性太阳翼大范围的工程应用提供参考。

    2022年01期 v.31;No.152 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K]
    [下载次数:394 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:16 ]

航天短讯及其他

  • 航天短讯

    赵迎龙 ;赵宏校;

    <正>长征二号丁运载火箭取得今年我国宇航发射首胜据《中国航天报》2022年1月17日报道,当天10时35分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心发射升空,将试验十三号卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,我国宇航发射任务2022年的首战告捷。试验十三号卫星主要用于开展空间环境探测及相关技术试验。执行本次任务的长征二号丁运载火箭由上海航天技术研究院研制,是一型常温液体二级运载火箭,具备不同轨道要求单星、多星发射能力。该火箭被誉为"金牌火箭",具有高可靠、高安全、低成本、短周期发射等特点。

    2022年01期 v.31;No.152 151-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1906K]
    [下载次数:29 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:9 ]

  • 詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)抵达最终目的地

    <正>2021年12月25日,JWST由阿里安-5火箭于库鲁航天中心发射升空,经过约1个月的太空飞行,到达距离地球约150万千米的最终目的地——第二拉格朗日点(L2),开始在轨工作。

    2022年01期 v.31;No.152 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
    [下载次数:366 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:3 ]
  • 《航天器工程》征稿简则

    <正>《航天器工程》是由北京空间飞行器总体设计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器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。

    2022年01期 v.31;No.152 156页 [查看摘要][在线阅读][下载 533K]
    [下载次数:31 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ]
  • 《中文核心期刊要目总览》入编通知

    <正>《航天器工程》主编先生/女士: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》2020年版(即第9版)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个学科的核心期刊表,并逐一对核心期刊进行了著录。著录项目包括:刊名、并列刊名、主办单位、出版年、出版频率、中图分类号、ISSN号、CN号、邮发代号、编辑部地址、电话、网址、内容简介等。

    2022年01期 v.31;No.152 158页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
    [下载次数:9 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 下载本期数据