敏捷成像卫星快速需求筹划算法

敏捷成像卫星需求筹划主要解决如何判断敏捷卫星对地观测需求是否可执行以及何时执行的问题。首先,根据敏捷卫星对地观测的约束和特点,将敏捷卫星对地观测场景抽象成基于力学的理想弹簧系统,提出了常量机动时间和劲度系数的计算方法,实现模型关键参数的映射;然后,提出了一种启发式算法,利用理想弹簧系统的平衡状态时对应观测综合角度和最小的特点,通过计算系统的力平衡状态求解多个观测需求的整体最佳观测时间;最后,利用实际的观测需求,通过仿真对比验证了算法的有效性。仿真结果显示,所提算法提高了观测需求满足率和需求的优先级权重和,并且整体成像质量最优。     

一种两阶段的敏捷卫星任务并行调度技术

敏捷卫星灵巧的姿态机动能力令其观测能力和使用效率得到大幅提升,也使得卫星任务调度变得更加复杂和困难.首先,通过分析敏捷卫星的工作模式、任务调度特点和使用约束,构建了基于任务重要性、任务满足度和任务成像质量等目标的敏捷卫星任务调度优化模型;然后,通过对敏捷卫星多种成像模式进行统一编码,设计了一种新的差分变异策略——基于排名的变异算子,提出了基于主从式的改进并行差分进化算法;最后,和基于时间轴的成像质量贪心算法相结合,给出一种新的两阶段敏捷卫星观测任务调度方法,并通过仿真对比验证了方法的有效性.     

虚拟星座资源组合关键技术研究

随着卫星在各领域上的应用越来越广泛,实际应用需求日益复杂,虚拟星座的技术发展愈受关注。为了更高效地处理卫星成像任务,充分地利用卫星资源,及时、有效地对目标区域进行覆盖,达到用户满意的需求,提出了一种虚拟星座资源组合技术。介绍了卫星资源联盟方法,将非层次、分布式、相互独立和成像能力互补协同完成复杂对地观测任务,且分别属于不同卫星中心的卫星资源整合,通过任务和资源双边匹配机制,使任务和卫星资源联盟之间形成关联关系。实验结果表明,该技术不仅能够形成针对任务的卫星资源联盟,而且可以剔除无用的成像卫星,同时提高卫星资源的调度效率和利用率。     

对地观测敏捷小卫星星载一体化结构设计

研究了对地观测敏捷小卫星的星载一体化设计,结合工程实际,设计了一种敏捷小卫星的结构,将载荷结构和卫星结构有机结合到一起,并充分考虑了卫星结构与整星被动热控一体化设计、卫星结构与整星线缆布局一体化设计,提高整星的功能密度,优化了星上单机布局,有效降低整星质量,压缩体积,降低发射成本。设计分析结果表明,整星的x向固有频率为56.465 Hz,y向固有频率为59.704 Hz,z向固有频率为218.88 Hz,整星的高刚度为敏捷卫星的快速机动成像奠定基础;卫星的结构安全裕度大,达到3.85,随机响应和正弦响应在可控范围内,能承受卫星从运输到发射过程中的各种复杂力学环境;卫星功能密度高,被动热控设计使得整星热控资源功耗小,空间利用率高,线缆走线布局简洁方便。     

智能对地观测卫星初步设计与关键技术分析

自主性和智能化是未来对地观测卫星发展的必然趋势,因为随着遥感卫星资源的增加,传统的对地观测卫星已经不能满足遥感应用中日益增长的高时效性、精确获取以及多样化的需求。结合对地观测的实际需求和目前的技术发展现状,提出了智能对地观测卫星载荷的初步设计,对其所具备的能力、工作原理以及其中的关键技术问题进行了阐述,提出了智能对地观测卫星载荷的发展建议。     

超敏捷动中成像高分辨率遥感卫星成像理论分析

对超敏捷动中成像遥感卫星角速度快（6（）/s）、角加速度大（1.5（）/s2）、成像参数随时空复杂多变等新问题,开展了超敏捷动中成像特点分析与成像参数仿真分析工作。构建了动中成像复杂模型,精确分析了动中成像合速度的变化规律。在此基础上,结合信噪比、调制传递函数（MTF）等计算公式,全面分析了不同成像条件下,动中成像系统的行频、TDI级数、姿态稳定度MTF、同步误差MTF、偏流修正误差MTF等随角速度的变化关系,为超敏捷动中成像卫星,尤其是卫星的成像电子学,提供了重要的设计依据。     

复杂约束对地观测卫星成像调度技术研究

 对地观测卫星成像调度需要考虑卫星动作时间切换、存储容量、星上能量等复杂约束,确定要观测的观测目标序列,是一个具有强NP-Hard特性的组合优化问题,一般研究者都对问题约束进行了不同程度的简化.针对一类可见光对地观测卫星小问题规模下的应用,考虑上述多种约束,建立顶点和边都带权的无环路有向图模型,并基于标记更新最短路径算法,采用分层支配和分治思想,提出了复杂约束成像卫星调度算法(SISACC)进行完全路径搜索,得到问题精确解;在此基础上,给出了算法改进措施,分析了完全算法和改进方法的性质;最后通过大量实验验证了算法的适用条件和可行性.该方法已成功应用于某在轨卫星的日常成像调度任务中.     

卫星成像技术的应用

卫星成像技术的应用１卫星成像技术卫星成像技术的最初应用起源于５０年代先锋号（Ｖａｎｇｕａｒｄ）和探索者号（Ｅｘｎｌｏｒｅｒ）卫星上的气象实验。美国政府当时由于具有巨额预算而成为卫星成像技术唯一的实际参与者。后来许多国家相继开始研制卫星成像技术，例如法...     

一种面向应用主题的多源遥感卫星需求建模方法

面向海上台风监测、海上溢油监测和森林火灾监测等典型应用主题对多源遥感卫星协同观测的复杂任务要求,研究面向应用主题的多源遥感卫星需求建模方法,开展典型应用主题的多样化需求建模、多源卫星观测能力建模和多源卫星协同观测策略建模研究,并基于上述模型开展多源卫星协同观测策略建模研究,为多星协同任务规划提供优化目标和约束条件,并完成相关模型方法的软件实现。     

地球同步轨道星载合成孔径雷达概念研究

从不断增长的对地实时观测和对突发事件快速反应的急迫需求出发,提出了采用地球同步轨道合成孔径雷达的概念研究。通过对地球同步轨道卫星运动轨迹的分析,验证了可以通过控制轨道倾角、偏心率和轨道高度误差以获得同步轨道卫星与地面之间的相对运动,构成了雷达运行在同步轨道实现合成孔径成像的基础。并研究和分析了同步轨道SAR卫星的观测性能,指出了对于要求重复观测周期短、实时应用强的情况,尤其是对于大面积定点区域的连续观测来说,采用同步轨道SAR是一条理想的技术途径。     

宇航元器件搭载试验研究与实践

元器件搭载是国内外航天器,特别是新技术试验卫星中的一类重要试验项目,也是推动元器件成熟和宇航应用的重要手段。从元器件搭载试验验证体制、天地联合验证方法、试验组织、试验结论发布和应用等方面,对元器件搭载试验提出了总体策略,对搭载试验任务内容和要求进行了分析,总结了元器件搭载试验的实践。研究工作对我国宇航元器件搭载试验相关工作具有较高的参考价值。     

卫星通信系统对抗性指标体系研究

卫星定点位置的公开化和卫星通信信道的开放性,使得卫星通信系统较易面临电磁干扰、截获、入侵甚至摧毁的威胁。随着信息对抗技术的发展,卫星通信系统将面临更为复杂的电磁环境。因此,亟需建立一套科学的对抗性指标体系来指导系统的对抗性性能评估工作。基于卫星通信系统对抗性应用需求,从抗干扰、抗截获、隐身以及抗入侵等方面构建了对抗性指标体系,深入分析指标含义,提出了指标提升方法,可为对抗性卫星通信系统的设计和评估提供依据。     

激光星间链路发展综述：现状、趋势、展望

由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫星网络的研究重点之一。文中首先从技术层面介绍激光星间链路的基本组成,主要介绍了卫星激光建链模式、卫星激光信号调制模式及卫星激光载波波长三个重要技术点。从技术到现象,根据不同轨道高度和不同的任务需求,按照发射时间顺序综合调研并总结了近年来国内外典型中高轨和低轨卫星激光通信成果的发展现状与未来计划。通过调研,进一步从宏观角度分析出卫星激光通信发展标准化、兼容化、网络化和商业化四个趋势,并从微观角度总结了卫星激光终端弹性化和模块化的发展方向。最后,除了作为通讯手段,展望了星间激光链路用于卫星激光测距的良好前景。通过对激光星间链路的现状、趋势和展望的综合分析,旨在为未来激光星间链路的设计与优化提供一定的借鉴和参考,并为我国未来星间激光通信和测距技术的发展及研究提供方向参考。     

An architecture design approach for large satellite networks

Designing a world-wide satellite network that consists of hundreds of user sites and thousands of circuit connections is a complex problem, which involves selecting a set of candidate satellites and satellite beams/frequency bands from among numerous existing and planned satellites, evaluation of circuit connectivity, earth-station compatibility and sizing, and estimating transponder loading. The design process may also require assessment of the impact of a different set of satellites and modified user traffic requirements on the space segment, the earth-station types and quantity, and the total system cost. Although a conventional design approach based on link-by-link and site-by-site analysis provides accurate results, it is time-consuming and impractical for developing high-level network architectures in a time-constrained environment. A design technique is proposed which employs a set of rules for satellite network design, in combination with extensive databases of satellite parameters, earth-station parameters and user traffic requirements, to synthesize a network architecture. The technique is particularly useful for performing high-level trade-offs among alternative architectures in terms of space segment requirements, the number and type of earth-stations and overall system cost. Once the desired architecture has been selected, a detailed design may be developed using conventional methods.     

现代的小卫星技术

随着卫星通信技术的蓬勃发展,小卫星的开发和应用已成为世界范围的热门话题。笔者根据在英国萨瑞卫星技术公司工作和学习的经历,为大家介绍该公司的小卫星技术,并讨论其在中国潜在的广泛应用前景。     

Proposal of a New Architecture for Using the Dynamic Object Model

The National Institute for Space Research (INPE) has always developed satellite control systems with architectures that may be used as much as possible by future satellites. The present challenge is to build an Adaptive Satellite Control System, using the technology of the Dynamic Object Model, so as to comply with later requirements without having to make significant changes in the code. According to this technology, object structures and their behavior are mapped onto a database, so end-users can modify them by using configuration tools and, possibly, a domain specific language. This paper proposes a Dynamic Object System, using an architecture that facilitates its long term use by the satellite control systems. The paper also presents a new approach for representing Dynamic Objects, based on a tree of entities and properties.     

一种时差/频率差快速联合估计方法

利用主星和邻近星转发信号的互模糊函数(Cross Ambiguity Function-CAF)进行定位参数的估计是通信卫星干扰源定位的一种重要方法.由于这种参数估计是二维平面上的迭代搜索运算,达到估计精度需要处理很长的数据,计算量巨大,处理速度一直是该方法应用的瓶颈.分析了参数估计精度对时间/带宽的要求,设计了具有不同分辨率的时域双模式搜索流程直接减少信号处理的数据点数,并提出了用卫星星历辅助产生搜索初值的方法,降低了CAF参数估计的运算量.新方法与传统试探方法的运算量比较和对实际信号的处理实验验证了处理方法的有效性.     

Launcher without a country [marine satellite launch platform]

The author describes how an international team of marine and rocket engineers is combining advanced oil platform technology with a Cold War rocket system into a novel means of launching satellites at sea. The objective is to heave telecommunications satellites from the equator, the best launch latitude on the planet, into geostationary orbit, the most marketable territory in space. The paper details how marrying an agile Soviet rocket design with the best oil platform technology may provide an altogether new means of getting big satellites into orbit