- 白鹤峰;黄石生;乔凯;赵斐;于春锐;张永贺;高鹏;
对高分辨率对地观测体系建设进行了回顾与展望。高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中确定的16个重大专项之一，重点发展基于卫星、飞机、平流层飞艇和地面系统组成的高分辨率先进对地观测体系，形成“天地一体、时空协调”的高分辨率数据获取及应用服务保障能力。经过十余年的发展，我国高分辨率对地观测体系取得重大建设进展。文章总结了高分辨率对地观测体系的特点和应用流程，归纳了高分辨率对地观测体系建设成果，并对后续发展进行展望，提出了高分辨率对地观测体系高冗余组网、高容量观测、高连续跟踪、高时效认知、高深远支持等建设发展的方向。
2022年05期 v.31;No.156 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 何宇;王丹;魏传锋;
在总结神舟载人飞船测控模式发展演进规律的基础上，基于当前国内外低轨卫星星座蓬勃发展的趋势，文章提出了一种基于低轨互联网星座进行载人飞船测控的模式构想，通过对初步互联网星座方案构想下开展神舟载人飞船测控能力的仿真分析，得出该测控模式可将飞船最长站外时间降低至2 min,大幅提升应急处理能力和测控系统冗余，减少传统地面测站和中继资源占用，从而降低测控成本，提高测控效益，是未来测控模式演进的选择之一。
2022年05期 v.31;No.156 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 437K] [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 龙吟;黄才;丁凯;张克楠;杜文志;夏奕;赵岩松;
针对空间站工程复杂交会对接任务，梳理支持复杂交会对接任务的星间链路需求，提出一种基于物理层、链路层和应用层的分层架构式的星间链路设计，支持空间站工程的前向、后向和径向的交会对接任务，解决传统星间链路无法支持径向交会对接任务的问题。针对星间链路，分别设计采用扩频、非扩频通信体制的物理层，里德-所罗门(RS)编码的分包传输的链路层，以及针对各类信息流的应用层传输协议和自主控制策略。文章提出的星间链路设计经过神舟十二号、十三号载人飞船与天和核心舱的在轨交会对接任务验证，具备通信距离远、传输带宽高、抗干扰能力强和支持复杂交会对接任务的优点。
2022年05期 v.31;No.156 15-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 周文明;李彩霞;廖捷;李孝鹏;李一钊;张桅;段加林;
传统用单一顶层指标来指导航天器系统研制及验证工作的观念，存在导致工程不同实施阶段航天器系统顶层验证指标的缺失、影响系统相关设计及各阶段验证评估工作等问题。文章提出一种新研航天器可靠性指标论证方法，给出基于航天器系统可靠性增长趋势图的工程不同实施阶段航天器系统可靠性验证指标的确定方法，以解决新研航天器系统可靠性指标设计要求值和门限值的确定问题。以某新研航天器系统为例，给出了航天器系统可靠性指标论证详细过程，验证了方法的可行性。文章提出的指标论证方法适用于新研航天器系统可靠性指标论证及确定工作，对其他新研航天产品的可靠性指标论证工作也有借鉴作用。
2022年05期 v.31;No.156 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K] [下载次数：134 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 熊笑;贾蒙杨;赵海涛;陈雷;
针对导航卫星在研制中识别与控制中断风险的工程需求，分析了导航信号中断的复杂性，针对现有中断分析方法的不足，提出了全层级、多维度且融合了危害时间模型的中断分析方法，并给出中断分析流程。通过相关性分析快速定位导致卫星信号中断的底层单元清单，解决了中断关键环节识别全面性的问题；针对传统技术未考虑中断相关性及中断传播不确定性的问题，提出了综合考察中断风险评估三要素并引入中断传播概率的危害时间模型进行定量评估的方法，实现对中断关键环节的准确识别。该方法适用于星座和卫星的各类中断关键环节识别，已应用于北斗导航卫星系统。
2022年05期 v.31;No.156 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 胡兆俊;陈宏宇;范森权;常亮;
针对执行在轨服务任务中的航天器姿态运动引起共视天区变化进而导致差分全球导航卫星系统(GNSS)中断的问题，文章基于矢量运算原理提出了天线间观测量组合差分的方法，并通过搭建差分GNSS半物理仿真系统，模拟在轨服务近距离任务场景，验证天线间观测量组合差分方法在航天器姿态运动下的差分GNSS数据输出。结果表明：该方法能有效增加任务航天器与目标航天器间的共视卫星数量，提升了在轨服务任务中差分GNSS相对定位的稳定性，可为基于差分GNSS相对导航的在轨服务任务设计提供参考。
2022年05期 v.31;No.156 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K] [下载次数：76 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 赵丽;李超;王冰;田帅虎;林博轩;徐婧瑶;
面向高可靠、高性能、生态优良、自主可控的星载操作系统需求，文章基于英伟达人工智能升级版(Jetson TX2)处理器对Linux操作系统进行了空间环境下可靠启动、高速数据传输、智能应用框架的改进设计。在可靠启动方面，设计了Linux内核和文件系统4份冗余结构，实现了操作系统的可靠启动和数据自主恢复策略。在高速数据传输方面，开展了高速串行传输接口(PCIE)数据传输的双缓冲区设计，改进了高速接口数据的传输性能。在好用易用方面，设计了智能应用管理框架，实现了App上注及App全生命周期管理模式。经过在Jetson TX2硬件平台测试验证，结果表明：改进后的星载操作系统支持内核、文件系统故障情况的可靠启动及主动恢复，PCIE高速数据传输速率大幅提升，智能应用管理支持128种不同功能App上注及加载运行，可为天基高速计算系统应用设计提供参考。
2022年05期 v.31;No.156 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K] [下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 龚煜廉;张建国;李文博;
介绍了波长、相位、偏振、强度这四类主要的光纤传感器及其工作原理，按测量范围分别概述了点测量、准分布式测量和分布式测量这三类光纤传感技术，阐述了基于光纤传感的航天复合材料结构健康监测技术的概念、功能和发展路线，综述了近30年来国内外光纤传感在航天复合材料结构健康监测中的应用现状，最后，指出了基于光纤传感的复合材料结构健康监测技术在国内航天领域中的发展趋势和方向。
2022年05期 v.31;No.156 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K] [下载次数：471 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 马超;王志国;任友良;王开浚;张如变;
针对大型星载相控阵雷达天线子板数量多、尺寸大、质量重的特点，探索一种限位式压紧释放方法。基于压紧释放机构与星体结构一体化设计的思想，进行了系统方案设计和原理样机研制。围绕样机开展了系列性能试验，试验结果表明：系统基频满足运载工具的要求，能够承受发射期间的大量级振动，可为雷达天线提供良好动力学环境，实现天线可靠压紧。运动学仿真分析表明，入轨后星体桁架能够平稳展开，顺利释放雷达天线。经验证，限位式压紧释放系统方案合理可行，功能性能满足要求，可有效支撑卫星型号研制。
2022年05期 v.31;No.156 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈燕;王晓锐;兰天;石海平;
传统航天器采用电量累计法计算蓄电池组在轨容量，在行星际探测任务中，由于距离远、时延长、弧段短、速率慢，传统的电量累计法误差大，且难以在能源失衡工况下依赖地面测控支持实现对蓄电池组在轨容量的校准。为此，文章针对天问一号祝融号火星车提出了一种蓄电池组容量自主校准方法，在利用电量累计法计算积分电量的同时，根据蓄电池组地面试验数据设计电量查表法，以电量累计法得到的积分电量为主，以电量查表法得到的查表电量为辅，通过查表电量自主修正积分电量，最终实现自主能源管理所需的高精度电池电量。该方法已应用于祝融号火星车，在我国深空探测器上首次实现了自主识别与校准蓄电池组在轨容量。
2022年05期 v.31;No.156 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 马少坤;张龙龙;
直流载波通信技术利用现有的电力线及其输配电网络作为信号传输媒介进行通信，在减少通信专用电缆，降低布线难度，提高系统可靠性等方面具有重要意义。文章分析了传统直流电力线载波通信技术和电力电子信息调控技术，在此基础上，设计了一种适用于航天器配电系统的直流载波通信架构，并设计了其主体模块：调制电路，解调电路和阻波电路。在此系统中，航天器配电中的遥测、遥控等信息通过配电网络进行传输，以此减少航天器的质量，进而降低发射成本。最后，根据航天器直流载波通信架构，利用Psim软件，搭建了相关仿真模型，并通过仿真结果初步验证了该架构的可行性。
2022年05期 v.31;No.156 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 朱浩文;金仲和;应乐;黄建青;段欣欣;
在空间天地一体化网络通信系统中，针对高级在轨系统(AOS)链路网络传输效率低、丢包等问题，提出了一种基于随机早期检测(RED)算法改进的流量控制算法，实现AOS链路可靠的自动流量控制；该算法基于AOS链路网关内部缓存队列对流量控制终端速率进行动态调整，控制网关缓存队列长度始终处于合理的范围内，实现AOS链路与网络链路速率的自动匹配，提高AOS链路的可靠性和传输效率。采用OPNET软件建模对流量控制算法进行了仿真，结果表明：该算法能够实现高效的自动流量控制，在空间网络环境下，算法运行稳定后，AOS链路丢包率为0、传输效率可达99%以上；在我国空间站AOS网关中实现并应用了该算法，对其在轨数据进行了实测分析，实测结果与仿真结果一致，在轨取得了良好的流量控制效果。
2022年05期 v.31;No.156 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 苏彬;张伟;吴跃民;吴致丞;郝晓丽;于辉;
针对航天器太阳电池阵用互连片对耐原子氧侵蚀的需求，文章设计了一种双面银镀金互连片。对界面处银在金元素中的扩散深度以及原子氧对互连片侧面的侵蚀做了理论计算与原子氧试验微观分析。对互连片进行了总通量为7.83×10~(26) atoms/m~2(等效低轨15年)的原子氧侵蚀试验，并对互连片在试验前后的外观进行了观察对比，对试验后材料表面元素以及侧面侵蚀程度、材料强度等方面做了系统分析，对采用双面银镀金互连片制作的太阳电池组件进行了88 000次温度循环试验，充分验证了互连片及焊点的空间环境适应性。研制的双面银镀金互连片成功应用于某低轨长寿命航天器太阳电池阵，大幅提升了太阳电池阵供配电稳定性。
2022年05期 v.31;No.156 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 何熊文;詹盼盼;徐明伟;顾明;程博文;齐征;阎冬;朱剑冰;杨丽君;
2021年11月，空间数据系统咨询委员会(CCSDS)橘皮书《作为CCSDS星载参考体系结构的CAST飞行软件》(CCSDS 811.1-O-1)正式发布，这是CCSDS自1982年成立以来首份由中国主导编制的标准建议书。橘皮书中提出了空间和星内一体化网络协议体系结构，以及与之配套的一种灵活而统一的飞行软件体系结构“伏羲”,设计了可重用构件化软件中间件，给出了具体的工程实现方法。软件中间件已在某遥感卫星中应用，软件构件化率高达70%,并可推广应用至其他航天器。中国承担橘皮书的编制工作，离不开长时间的技术攻关和积累，离不开在国际组织会议中的积极参与。该橘皮书的发布，标志着中国在CCSDS的角色由观察者向标准的制定者转变迈出了关键性的一步。
2022年05期 v.31;No.156 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K] [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 姚延风;缪中宇;秦兆涛;
为全面分析低轨星座在未来太空能力建设与军事应用中的巨大价值，以美国军事航天领域顶层规划文件和作战理念为依据，梳理出军用低轨星座在体系弹性分散、战术信息支援、网云体系支撑等方面的顶层需求。在此基础上，系统阐述了国防太空架构、“黑杰克”等美国下一代军用低轨星座的计划安排和发展现状，归纳总结出接入传输、组网交换、智能管理等支撑星座建设的关键技术。从强化顶层设计、推动标准化定义、突破关键技术、探索多领域应用4个方面提出低轨星座的发展建议，可为相关领域的技术储备、发展规划及策略制定提供参考。
2022年05期 v.31;No.156 109-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K] [下载次数：605 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张永贺;张旭;王韶波;魏楚奇;吴秋诗;
近年来，伴随着卫星规模化应用热潮兴起，微小型SAR卫星迅速发展，成为空间遥感领域的新热点。文章系统梳理了国外典型微小型SAR卫星的最新发展情况，从单星规模、频段选择、工作体制、图像性能、星座构建等多个维度系统总结了当前微小SAR卫星技术发展水平；通过与国外大中型SAR卫星比较，分析微小型SAR卫星的应用场景和体系定位；最后，结合国内微小型SAR卫星发展现状，提出我国微小型SAR卫星发展的星座构建技术路线、轻小型技术的攻关方向和网络化、智能化体系的应用建议。
2022年05期 v.31;No.156 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K] [下载次数：430 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王志刚;陈梁玉;杨听广;张先锋;
针对传统有源相控阵天线质量重、体积大的问题，文章通过对国内外星载合成孔径雷达(SAR)有源相控阵天线发展的总结，介绍了砖块式有源相控阵天线架构设计、一体化有源相控阵天线架构设计和片式有源相控阵天线架构设计，提出了星载SAR有源相控阵天线的发展趋势：柔性薄膜有源相控阵天线，并分析了柔性薄膜有源相控阵天线关键技术，可为我国星载SAR有源相控阵天线的发展提供参考。
2022年05期 v.31;No.156 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K] [下载次数：322 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张涛涛;从强;张中原;任晗;
调研了可收展大变形复合材料结构在国外航天器上的应用情况，分别按不同的树脂基材料和构型对航天器可收展大变形复合材料结构进行了梳理和分类，并比较了各类结构的力学性能和应用场景等。对我国可收展大变形复合材料结构在航天器上的应用，提出了构型及材料选型、刚度和强度分析评估、制造方法和空间环境应用验证等建议。
2022年05期 v.31;No.156 134-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 406K] [下载次数：196 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 戚凯强;谢孙梦;冯瑄;秦鹏飞;衣龙腾;董赞扬;张程;
高通量卫星已经成为国内外民商卫星通信领域的主流，多波束排布技术作为高通量卫星系统设计的一项关键技术，与用户需求密切相关，对于提升系统的匹配容量和降低卫星的设计、制造成本至关重要。文章根据波束排布的特点将该技术划分为规则排布和不规则排布，系统性地总结了国内外、特别是国外高通量卫星多波束排布技术的最新研究进展，包括按区域分组的规则波束排布方法，以及不同大小圆形波束排布和不同参数椭圆波束排布的不规则波束排布方法。结合全灵活卫星系统灵活覆盖、高性价比设计及高轨高通量卫星发展的需求，提出后续高通量卫星多波束排布技术的发展趋势，例如，基于细颗粒度的用户级需求，以不同大小圆形波束排布和不同参数的椭圆波束排布为代表的不规则波束排布，将成为高通量卫星覆盖区域规划和系统设计的主要趋势。
2022年05期 v.31;No.156 144-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K] [下载次数：129 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]