陆地生态系统碳监测卫星自主任务规划研究

低轨遥感卫星往往以全球或全国范围内的特定地物为探测目标。为提高卫星在轨运行的自主性,文章提出了一种面向地物目标属性的遥感卫星自主任务规划方法。首先外推出预报点90 min后的星下点经纬度,并根据星载地图和太阳高度角,得到预报点的阳照/阴影、陆地/海洋、境内/境外属性。对地物目标属性信息进行平滑处理后,根据各载荷的地物目标属性,识别出各载荷的工作任务时间段,可实时实现提前约1个轨道圈的载荷自主任务规划。

可见红外一体化敏捷小卫星微振动抑制方法

随着光学遥感小卫星高分辨率、高集成度、高敏捷等需求提升,部分卫星同时配置可见红外一体化相机与控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG),兼顾轻小型化与全天时、多目标、多模式成像要求。针对此类卫星存在CMG、红外相机制冷机等多个扰振源,且对于相机成像质量影响大、抑制难等挑战,对基于上述扰振源的微振动综合抑制方法进行了研究,包括设计、安装CMG隔振器、将红外相机制冷机压缩机与相机光机主体隔振安装,设计、安装阻尼桁架实现相机主体与卫星平台舱结构之间的隔振等。通过综合应用上述扰源减振、终端隔离等措施,经分析计算与整星微振动及在轨实际测试与验证,能够有效降低微振动对图像质量的影响,即使对于可见红外一体化相机,分辨率为亚米级的可见光通道在轨动态调制传递函数(modulation transfer function,MTF)也能够达到0.1,微振动对可见相机MTF的影响因子可控制到0.991。

基于区域目标网格化的多星协同观测方法

通过分析多颗SAR卫星对某一大面积区域目标进行协同观测的约束条件,以给定任务周期内观测收益最大为目标函数,建立约束满足模型。为改善传统的禁忌搜索算法在多星协同观测任务中易收敛于局部最优解的问题,提出一种改进的变邻域禁忌搜索算法。在算法实现的过程中,将区域目标网格化从而动态生成观测模式,并计算各模式对应的观测率。相对于传统的禁忌搜索算法,该变邻域禁忌搜索算法在同等资源下可将观测收益提高8%以上。

基于贝叶斯推断的卫星螺栓连接结构动力学参数识别

在卫星等航天器结构运行过程中,螺栓连接结构会导致卫星刚度损失和能量耗散.对于某卫星螺栓连接结构开展了含能量耗散与滞回效应的动力学参数识别分析方法研究.首先针对螺栓连接结构的力学特征给出了含动力学耗散的Bouc-Wen(B-W)模型,并推导其在不同荷载下的方程新式.进而分别构建了力锤激励冲击加载和激振器周期加载试验系统,基于贝叶斯推断模型开展了螺栓连接结构动力学参数反演识别研究,给出表征Bouc-Wen模型的螺栓连接结构动力学参数及其在周期荷载下的滞回曲线.最后,基于Bouc-Wen模型计算了不同荷载下卫星螺栓连接结构的加速度.通过计算方程新式计算数据与实测数据之间的均方误差对比两种方法的拟合程度,结果表明两者的均方误差较小,所提方法在解决卫星螺栓连接结构动力学参数识别方面具有可行性和准确性.

多类型对地观测卫星联合任务规划关键技术研究

本文针对多类型对地观测卫星联合任务规划关键技术进行了研究,首先,介绍了卫星联合任务的概念和类型,以及它的优点和意义。然后,详细介绍了多类型对地观测技术的研究现状、进展和发展趋势。接着,阐述了卫星联合任务规划关键技术的技术挑战和关键技术,以及评价标准。随后,通过分析卫星联合任务规划案例,评价了该技术在实际应用中的效果。最后,总结了研究结论和未来研究展望。本文旨在为多类型对地观测卫星联合任务规划关键技术的研究和应用提供参考。

卫星跟踪卫星测量模式中关键载荷精度指标不同匹配关系论证

本文基于改进的能量守恒法,对GRACE星载K波段星间测量系统、GPS接收机和SuperSTAR加速度计精度指标的不同匹配关系进行了系统论证。模拟结果表明:第一,各关键载荷精度指标呈线性匹配关系;第二,由于耗散能表现为累积变化特性,加速度计误差对恢复重力场的贡献不同于其它载荷;第三,以K波段星间测速精度指标1～10μm/s为标准并结合其它载荷匹配指标,在120阶处大地水准面累积误差为17.6～174.8cm,1.5°×1.5°重力异常累积误差为0.3～2.8mGal,其中K波段星间测速精度指标取1μm/s时,结果与德国地学研究中心(GFZ)公布的EIGEN-GRACE02S地球重力场模型符合较好;第四,建议我国将来采用的卫星跟踪卫星测量模式中关键载荷精度指标设计为星间测速1～3μm/s、轨道位置3～10cm、轨道速度0.03～0.10mm/s和非保守力0.3～1.0nm/s2较优。本文的研究为将来GRAIL月球重力探测计划和太阳系其它行星探测计划(如火星)中全球重力场的精确和快速测量提供了理论基础和计算保证。

基于Multi-Agent敏捷卫星动态任务规划问题

在分析敏捷卫星的特点和卫星多用户需求的基础上,针对敏捷卫星任务规划问题,基于Multi-Agent理论构建了任务分配模型;针对敏捷卫星任务规划初始方案调度中卫星资源失效的情况给出了敏捷卫星动态任务重调度模型;在此基础上,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法,设计了招投标机制、可解约合同网协议以及招投标、评标策略;以敏捷卫星任务规划调度问题为例通过实验获得了满意的结果,表明了模型的合理性以及算法的有效性。

基于星上动态指令调度的卫星使用效能提升技术

针对传统任务管理模式采用静态约束指令序列导致卫星使用效能的不足,提出一种基于有向图模型的动态约束自适应任务管理方案。采用面向用户的星地任务控制接口,利用地面仿真和星上实时遥测获取任务运行过程的动态约束参数,星载计算机据此动态生成任务指令序列。针对某高性能光学卫星的仿真试验表明,与传统任务管理模式相比,卫星操作接口复杂度减少88.5%,任务注入效率提升699%,有效载荷数据传输效率提升10%,全球数据获取能力提升11%,对我国区域的实时数据获取能力提升100%。方案对遥感卫星在轨运行管理具有借鉴意义。

高分七号卫星结构尺寸稳定性设计与验证

尺寸稳定性是高分七号卫星(GF-7)结构设计的重要使命。针对GF-7结构尺寸稳定性设计需求,开展了影响因素分析,并针对分解指标给出了适用于航天器结构的尺寸稳定性设计和验证流程。首先,在整星结构构型设计的基础上,通过灵敏度分析确定了结构选材方案。随后,针对尺寸稳定性关键件一体化支架,提出了热控设计和结构设计方案。最终,通过舱段级热稳定性试验获得了结构平均热膨胀系数等结构稳定性关键参数,利用经试验结果修正后的有限元模型开展了卫星在轨热变形分析并验证了指标的可实现性。结果表明,GF-7结构设计满足载荷安装面指向变化亚角秒级的尺寸稳定性指标要求。

静止轨道高分辨率光学遥感探索

为了实现地球静止轨道高分辨率光学遥感,研究了在运载的动力学环境上与低轨的差异。分析了主动飞行段时间长、力学环境差、在成像方法上采用面阵成像、轨道高等原因使相机体积增大的问题。对静止轨道21.5m分辨率模拟相机进行了研究,开展了动力学模拟试验,得到了相机关键部位的测试参数,证明了地球静止轨道高分辨率光学遥感的核心环节即有效载荷研制的可行性。

我国将来更高精度CSGM卫星重力测量计划研究

基于卫星跟踪模式的优化选取、关键载荷的优化组合、轨道参数的优化设计、仿真模拟的先期启动和反演方法的优化改进，开展了我国将来CSGM（China’SSatellite Gravity Mission）卫星重力测量计划实施的研究论证。由于卫星跟踪卫星高低／低低（SST-HL／LL）模式对地球中长波重力场的探测精度较高、技术要求相对较低，而且可借鉴当前GRACE卫星的成功经验，因此建议将来CSGM卫星重力测量计划采用SST-HL／LL模式；建议开展激光干涉星问测距仪、复合GPS接收机、非保守力补偿系统、卫星体和加速度计质心调节装置等关键载荷的先期研制；建议将来CSGM卫星的轨道高度（300～400km）和星间距离（100±50km）选择在已有重力卫星的测量盲区；建议将仿真技术应用于CSGM卫星的方案论证、系统设计、部件研制、产品检验、空中使用、故障分析等研发和运行的全过程；对比分析了卫星轨道摄动法、动力学法、能量守恒法和加速度法的优缺点，建议寻求新型、高精度、高效率和全频段的卫星重力反演方法；提出将来CSGM卫星重力测量计划的预期科学目标：在300阶处，累计大地水准面精度和累计重力异常精度分别为1～5cm和1～5mGal。

“天巡一号”微小卫星星务故障管理设计

对"天巡一号"微小卫星的总体情况进行了简单介绍,并针对星务管理系统的功能给出了设计方案。从硬件和软件上提出了基于局部冷冗余备份的多项故障预防及故障处理设计,并设计了电源安全管理及软件容错等多项可靠性措施,提高了星务管理系统的可靠性及安全性,符合"天巡一号"微小卫星星务系统采用单一中央数据处理系统,集成星务管理及姿态控制能力的设计方案。

基于GPS/北斗卫星技术的无盲区车辆调度系统

分析了目前基于GPS/GSM车辆调度系统的问题,提出了基于GPS/北斗卫星技术的系统解决方案,建立了一个以“北斗”为补充定位通信手段的功能完备的车辆调度系统。

浅论建筑能耗构成之建筑含能

首先由建筑含能的概念出发,从建筑构件的角度分析了建筑含能的构成、计算方法以及影响因素,简要探讨了减少建筑台能的可能途径;其次分别以一座钢筋混凝土建筑与一座木结构建筑为例,基于LCA（生命周期评价）的计算结果分析了它们的含能,并将其与各自运行能耗进行了比较。通过分析认为控制建筑含能是建筑节能设计的有效途径之一。

卫星对地观测技术在防灾救灾中的作用研究

充分利用各种对地观测技术,从信息化的角度支持防灾救灾行动,已被列入政府的重要工作内容。总结前一阶段的经验,从灾前、灾期、灾后的全过程系统地考虑如何充分发挥卫星对地观测技术的防灾救灾作用,是一个值得研究的问题。文章从防灾预案、灾期救援和灾后重建三个方面研究了卫星对地观测技术在防灾救灾全过程中发挥作用的技术途径。

低轨对地观测卫星凝视成像仪探讨

文章介绍了典型空间信息获取方式及特点,阐述了低轨对地观测卫星凝视成像面临的问题及解决对策,对两种低轨对地观测卫星凝视成像仪及其应用进行了探讨。

2018年国外对地观测卫星发展综述

2018年,国外天基对地观测领域有19个国家/地区共进行了31次发射,成功将123颗卫星送入轨道,发射数量在全年卫星发射总数中占据显著优势,是发展最为迅速的应用卫星,凸显了国外对天基对地观测的旺盛需求。从发射主体来看,主要发射活动集中在美国,共发射了86颗,欧洲发射了12颗,俄罗斯发射了6颗,日本发射了5颗。从卫星用途来看,大部分为商用卫星,占发射总数的70%。截至2018年底,国外共有601颗对地观测卫星在轨运行,约占全球在轨卫星总数的33%,共有超过30个国家和机构运营对地观测卫星系统。其中,美国对地观测卫星数量最多,约占66%,商用对地观测卫星数量最多,约占57%,光学对地观测卫星数量最多,共计400颗,约占67%。

近代高分辨地球成像商业卫星

综述了美国DigitalGlobe公司的QuickBird,WorldView-1,WorldView-2卫星和GeoEye公司的IKONOS,GeoEye-1,GeoEye-2等卫星的发展概况。分析评论了这些不同发射时间和使用年代的近代高分辨地球成像商业卫星及其空间相机的主要技术指标和特点,指出了研制小型、灵巧性卫星是近代高分辨地球成像商业卫星的发展趋势,其中需要解决的核心技术主要包括卫星的精密姿态控制、小像元尺寸和高积分级数TDICCD的研制,小相对孔径光学系统的设计以及用于图像增强的数字图像处理技术等。

国外天基对地观测数据政策的发展和启示

天基对地观测产业是新兴的重大产业,研究国外引导航天应用和产业发展的数据应用政策发展情况,对中国发展天基对地观测产业具有重要意义。本文从国外天基对地观测数据政策的产生背景入手,介绍了世界主要航天国家对地观测数据政策的发展概况,并提出了启示。

资源-3立体测绘卫星概览

2011年和2012年，我国相继成功发射了海洋-2、资源-1的02C星和资源-3等多颗遥感卫星。目前，这一些遥感卫星均已交付使用，业内专家对其高品质的遥感图像给予了高度评价和充分肯定，认为我国遥感卫星技术已经达到国际先进水平。为了能让读者对国内外遥感卫星现状和最新进展有比较全面的了解，本刊特别推出了遥感卫星专题。