基于随遇测控的轻量级卫星平台电气系统一体化设计

由于轻量级卫星平台上资源紧张,为提高卫星上资源利用率,综合质量、体积和功能等多方面需求,研究提出了一种基于随遇测控的一体化电气系统,将各功能做模块化设计,将各功能板卡集成在卫星的舱体内做机箱化构型,各系统通过标准化总线实现信息交互。此外,在机箱内增加随遇测控功能,在实现电气一体化设计的同时,降低了测控功能设计的复杂度,提高了测控可靠性。

国外新一代高轨通信卫星平台现状与分析

首先,介绍了国外新一代各类型高轨通信卫星平台的发展现状,给出了Spacebus-NEO、Eurostar-NEO、A2100/LM 2100、SSL-1300、BSS-702HP、Space Inspire、Onesat、BSS-702X、Astranis等卫星平台的主要技术指标。分析了国外新一代高轨通信卫星平台在有效载荷承载力、电推力器、空间展开机构、热控、太阳翼等方面的发展趋势,并分析了高轨通信卫星市场趋势和低成本等方面的发展特点。最后,提出了我国下一代高轨通信卫星平台的发展建议,可以作为发展我国未来高轨卫星平台的参考。

微小型卫星平台研制与应用关键技术专利分析

随着大规模星座的发展及卫星设计制造技术的提升,快速低成本的微小卫星成为国内外航天机构的重点研究方向。选取微小型卫星平台研制中的快速低成本造星、在轨微推进和卫星离轨3种关键技术,分析相关专利的申请信息和技术信息,研究其技术创新分布、发展趋势及国内外重要创新主体关注方向等内容,以期通过知识产权蕴含的丰富技术信息对我国相关领域发展提供启示和借鉴。

卫星平台在役考核数据采集研究

在役考核数据是开展装备在役考核的根本和后续进行分析评估的基础,卫星作为新式的作战力量迭代速度正在不断加快,研究卫星平台数据采集对于分析卫星状态和服役性能具有重要意义。针对当前卫星平台试验鉴定较少的实际情况,对在役考核数据采集进行了概述,介绍了卫星平台数据采集的常用方法,最后对在役考核数据归一化和无量纲化处理进行了研究,为后续卫星平台评估做好铺垫工作。

基于卫星平台无线网络技术的研究

随着信息技术的迅速发展,卫星平台无线网络技术作为一种重要的通信手段,逐渐成为人们关注的焦点。文章阐述了卫星平台无线网络技术的基本概念和重要性,着重介绍卫星通信系统设计与优化、卫星网络拓扑结构设计、高速数据传输与协议优化以及安全与隐私保护技术等关键技术的研究进展,展望未来卫星平台无线网络技术的发展趋势,以期为全球通信提供更快速、更可靠的服务,并为各行业带来新的发展机遇。

基于压电偏转系统的卫星平台振动补偿

针对卫星平台振动严重影响空间光通信跟瞄精度的问题,提出了基于压电偏转控制系统的扰动补偿方案。建立了压电偏转系统的数学模型,设计了基于改进型最小均方根(LMS)滤波算法的自适应控制器,分析了最优步长选择的影响因素。针对输入信号的相位延迟问题,设计了自适应延迟滤波器,不仅有效地补偿了相位延迟,还可通过自适应调节输入信号相位,在不增加步长的前提下提高收敛速率。最后进行了实验验证,结果表明补偿后的残余误差仅为μrad量级,补偿因子达85%以上,验证了补偿算法的有效性和可行性。

支持网络互连的可重构卫星平台关键技术研究

可重构综合卫星平台是一种新的航天器设计理念,通过开展分布式计算在可重构综合卫星平台中的应用研究,提出各类载荷通过标准的机械接口、电接口与平台主体舱段结合或分离,再次形成一个新的组合体,实现平台功能的拓展和高效利用。围绕支持网络互连的可重构综合卫星平台的关键技术,从安全控制协议、可扩展设计、分布计算与管理模型等方面进行详细设计,能够满足已有的通信、遥感和导航领域需求,将推动航天器设计向综合业务、在轨可重构方向不断发展,提升在轨运行的稳定性、抗毁性以及可维护性,为我国天地一体化网络研究提供可靠的技术基础。

利用多光谱影像检测资源三号卫星平台震颤

卫星平台震颤是影响高分辨率卫星成像质量的因素之一,会引起影像模糊和内部畸变。本文从资源三号卫星多光谱相机的成像特点和多光谱影像配准误差影响因素入手,理论推导和仿真分析了卫星平台震颤对配准误差的影响规律,在此基础上提出了基于多光谱影像高精度密集匹配的平台震颤检测方法和流程,最后利用不同波段、不同时间的成像数据进行试验。试验结果表明资源三号卫星在试验数据成像阶段存在约0.6Hz的平台震颤,且垂轨方向震颤幅值大于沿轨方向,同时引起波段间相同频率周期性配准误差。检测结果为进一步提高资源三号处理精度提供了可能,也为卫星平台震颤源的分析和优化卫星平台设计提供了重要参考依据。

磁力矩器在磁洁净卫星平台中的应用技术研究

针对磁力矩器给磁洁净卫星平台带来较大磁场干扰的问题,提出磁力矩器在轨磁场干扰的评估和控制方法。按照磁力矩器产生的工作磁场、感应磁场和剩磁场的大小及特性,通过各类测试与分析研究,提出磁场干扰的控制措施,并总结出在磁洁净卫星平台的最优应用方案。结果表明磁力矩器产生的磁场干扰得到了有效控制,为工程使用解决了磁场干扰关键技术问题。

国外高分辨率相机与卫星平台连接方式综述

文章通过对比分析高分辨率相机与卫星平台之间的结构一体化程度,总结出三种不同类型的连接方式,并对它们的受力形式以及传力特点进行了详细的列表对比和分析总结,给出了中国敏捷成像相机与卫星平台一体化设计的建议。

东方红四号卫星平台锂离子蓄电池在轨应用分析

在东方红四号卫星平台上应用锂离子电池替代传统氢镍电池,能显著减小供配电分系统的质量和体积,提高卫星平台能力。锂离子电池工作特性与氢镍电池差异较大,针对锂离子电池在东方红四号平台某卫星上首次应用,为降低应用风险,满足在轨使用要求,文章对电池热控设计、电源在轨充放电管理和均衡策略进行分析,利用SLIM(SAFT Li-ion Model)软件对锂离子电池在轨电压输出特性进行仿真,提出适应锂离子电池应用的热控措施、充放电管理方式和线性均衡管理策略,并利用某卫星在轨数据进行验证,满足了在轨使用要求,证明该锂离子电池应用方案可以在后续东方红四号卫星平台推广应用。

东方红四号增强型卫星平台优化验证经验与启示

东方红四号增强型卫星平台(DFH-4E)开发过程中,为有效地降低验证工作费用、缩减验证周期并保证验证的充分性,按照系统工程理论,首次提出并采用了系统优化验证的方法,以一颗工程星来代替传统的结构星、电性星(热控星)等,实现"一星多用、综合验证"的目的,同时利用"工程星+热模拟舱+分系统+单机"的"集中+分散"式验证模式开展平台验证工作。利用该方法,有效地缩短了平台研制周期,降低了研制经费,完成了平台关键技术验证和平台系统级验证,达到了具备转入正样卫星研制的条件。DFH-4E平台验证实践表明,该优化验证方法是一种行之有效的提高验证效率的方法。

全电推商业卫星平台研究综述

近年来,电推进技术在空间推进中的应用越来越普遍,电推进系统主要应用于低地球轨道、同步地球轨道和星际任务三个方面。在轨道转移过程中,与传统双组元化学推进系统需消耗数吨推进剂相比,全电推进完成从地球转移轨道到同步地球轨道的变轨过程仅需数百千克推进剂,从而能够有效降低发射质量,显著提高商业效益。基于全电推进的商业卫星平台能够较大限度地提升卫星荷载比、充分发挥卫星平台承载能力,并提升卫星平台综合性能。从调研电推进系统研制和应用现状入手,介绍了国外全电推商业卫星平台开发情况,借鉴国外发展模式并结合我国电推力器研制基础和能力,提出了国内全电推商业卫星平台总体方案。

大型柔性卫星平台的H_∞回路成形姿态稳定控制

研究了大型柔性卫星平台H∞回路成形姿态稳定控制问题。首先利用拉格朗日方程建立了该卫星的动力学方程,描述了系统存在的非结构不确定性,然后设计了H∞回路成形控制器。提出了控制系统所需要满足的鲁棒稳定性和鲁棒性能指标,随后利用H∞回路成形理论设计了卫星的姿态稳定控制器,最后通过数学仿真证明了所设计的控制器的有效性。

基于径向基函数的卫星平台桁架结构优化设计

为了降低结构优化计算成本,同时保证搜索优化问题的全局优化解,本文将径向基函数代理模型应用于桁架式卫星平台结构设计优化中。针对桁架结构涉及离散的拓扑和尺寸变量,本文采用连续松弛变量的方式处理离散变量。另外,本文采用增广拉格朗日函数将涉及非线性约束的优化问题转换为一个只包含边界约束的优化问题,然后应用径向基函数代理模型对转换后的优化模型进行近似,并采用具有全局寻优能力的优化算法对所构造的代理模型进行优化。在桁架结构优化过程中,逐次更新朗格朗日罚系数和代理模型,直至搜索到可行优化点。最后,本文将所提出的优化策略应用于一个桁架式卫星平台设计优化实例中,通过优化结果验证了本文所提出的优化策略的高效性。

卫星平台高光谱复杂运动成像伪互相关退化仿真研究

针对具有推扫机制的狭缝体制成像光谱仪受卫星平台俯仰、侧滚、偏航等复杂运动的影响,导致光谱数据精度降低的问题,在成像光谱仪运动成像光谱微分动态成像退化仿真方法的基础上,提出基于点扩散矩阵的光谱退化理论。按照八邻域掺杂模型,考虑卫星平台运动的时变性,不同目标像元的点扩散矩阵不同,符合伪互相关运算的概念,因此提出运动成像的伪互相关光谱退化理论。其中,点扩散矩阵由星上POS数据运用微分像移理论计算八邻域掺杂像元的平均掺杂比得到,在用模拟POS数据曲线仿真计算点扩散矩阵时,发现依据掺杂影响的大小,点扩散矩阵可以简化以便减小运算量。明确阐述光谱运动成像的伪互相关退化理论的表述和计算方法,对退化仿真和计算的结果从图像维和光谱维分别进行了定性和定量的效果评价,并使用结构相似度参数展示了退化图像与原始图像的相似性。运动成像的伪互相关光谱退化理论完善了已有的基于卫星平台复杂运动的光谱数据退化问题,仿真结果表明此种退化理论完全适用于解决卫星平台复杂运动条件下的光谱数据退化问题。

卫星平台机热一体化设计探讨

针对卫星平台结构和热控分系统的设计需求,挖掘二者设计的结合点与耦合性,基于大系统多学科优化设计思想,突破现有"学科孤岛"式设计模式,探讨卫星平台的机热一体化设计。通过综合分析国内外集传热与承载于一体的多功能结构技术,以及高导热碳纤维复合材料的研究进展、应用现状与发展趋势,表明这些技术措施能够充分发挥结构与热控协同设计、融合效应最大化的优势,是实现卫星平台机热一体化设计的可行技术途径,其应用可显著提高卫星平台的承载与散热能力,有效降低卫星平台设计费效比,提升卫星平台的性能指标。

高轨卫星平台在轨顽存技术体系

由于高轨高价值卫星在轨时面临诸多威胁,探索高轨卫星平台在轨顽存技术体系(technology system of on-orbit strong survivability,TSO2S2)有利于提升平台在轨生存能力。针对这一情况,系统地定义了TSO2S2内涵,从分析威胁源出发,建立以告警和防护为手段的顽存技术体系。首先,将8种威胁分为被动型和主动型,分别阐述威胁机理,采用定性和定量结合的方法分析其损伤效应。其次,提出天地一体的平台防护方案,设计兼顾空间碎片、激光等5类威胁的综合告警设备。最后,系统总结了防护技术方法,为高轨卫星平台提升在轨安全性提供参考。

基于系统级芯片和射频集成电路的无线网络卫星平台设计与验证

为解决传统卫星设计中有线连接带来的各种问题,提出了一种基于无线网络技术的卫星平台系统方案。该方案以嵌入式系统级芯片处理器及射频集成电路作为基本通信单元,进行了以星载计算机为核心的无线网络卫星平台结构的设计,集星务管理、任务管理和设备管理于一体的无线网络卫星通信协议的设计,星载计算机与其他分系统、部件和单元之间均采用无线方式进行数据交互,实现了无线网络卫星自主管理和即插即用,支持卫星的快速测试、快速集成和装配。通过无线网络卫星平台原型系统软硬件设计、实现及测试,验证了无线卫星平台的可行性和设计的正确性、有效性。

低轨遥感卫星平台长寿命制约因素研究

在调研当前国内外在轨卫星的寿命水平、发展趋势的基础上,对比分析低轨遥感卫星平台长寿命的主要制约因素,提出按照系统工程全面解决我国卫星平台长寿命的有关建议,以及应重点优先解决的突出短板。