空间目标图像的天基动态识别

为了能够实现对空间人造目标进行实时识别,提出了一种人造目标检测和识别的方法。该方法首先利用恒星相对位置基本不变的特点,采用图像的帧间配准和智能帧差法剔除视场内的恒星。再利用天然星与人造星之间的轮廓特征上的不同区分人造星与天然星,从而实现对运动人造目标的动态识别。实验结果表明,文章提出的方法与传统方法相比,在工程允许误差范围内,运算量减少了约30%,可靠性得到了提高,从而在工程上实现了空间人造目标的实时识别。

星上电池的均衡控制

同组蓄电池中单体电池品质上的不均衡是影响卫星电源系统性能的最重要因素之一。本文针对单体电池的不均衡度建立了数学模型,基于此模型研究了电池的不均衡特性。提出了一种星上电池均衡控制的方法,此方法可在充电与放电状态下,根据每节电池各自的荷电状态对整组串联电池组进行有效均衡。详细说明了基于此种方法的均衡器的硬件电路设计方案和软件设计思想,并且给出了基于51单片机的软件流程图。最后实验证明了通过此种方法可使电池在充电和放电结束后的不均衡度下降到原来的了13.42%和9.39%。实验结果表明此种星上电池均衡控制技术可有效降低同组电池的不均衡度。

地球同步轨道空间双轴追日跟踪系统设计

为了实现在地球同步轨道上空间太阳能采集系统高精度对日定向,本文设计了基于C8051F040芯片的高精度双轴太阳跟踪控制器。该控制器首先根据当前时刻和空间位置获得太阳的基本位置,然后根据光能感应探测器的探测结果对太阳跟踪角度的偏差进行自动定位和校准。本系统地面实验效果良好,跟踪精度能够优于0.5%。

空间仪器锂离子蓄电池管理控制器研究

为了满足实验类空间仪器对空间电源系统的低成本、高集成度、微型化的需求,设计了以C8051F040芯片为控制核心的空间仪器电源控制器。该控制器与传统设计方式的最大区别是采用高集成度的锂离子电池控制芯片(bq77PL900)代替了原有的模拟电路。通过使用该芯片不仅大大降低了控制器所占体积,减小了控制器的功耗,而且提高了控制器的抗干扰能力。为了提高系统的可靠性,该系统还采用在线EEPROM充注技术,可以及时发现控制器内部被打翻的数据并进行恢复。通过实验证明该设计简单可靠,而且能量转换效率也提高了5%左右。该设计可广泛应用于低成本的空间仪器的电源、微小型卫星的电源系统。

星载调焦机构地面专检设备设计

为了保证星载一体化对地观测卫星调焦地面实验的可靠性和有效性,对调焦机构专检设备进行了研究。分析了地面调焦专检设备的设计需求,结合现有成熟技术,设计了调焦机构地面专检设备,实现了调焦地面实验。最后,对该专检设备的控制进行了转动位移测试和转动速度测试。测试结果表明,该专检设备能够满足地面实验要求。

对地观测卫星偏流角调整机构专检设计

为了保证焦平面偏流角调整机构地面实验的可靠性和有效性,本文对焦平面调整机构专检设备进行了研究。本文首先分析了地面专检设备的设计需求,设计了焦平面偏流角调整机构地面专检设备,实现了对焦平面偏流角调整机构的调节的地面实验。测试结果表明该专检设备能够满足地面实验要求。

空间低纹波液晶显示电源滤波器设计研究

空间液晶设备对电源纹波要求很高,大约为输出电压的0.1%(峰-峰值),但是一般开关电源纹波只能达到1%(峰-峰值)左右。传统卫星电源系统由于体积、重量大,效率低,发热量大等缺点限制它在一体化卫星电源上使用。本文提出了一种由普通开关电源加入有源与无源滤波器想结合的组合滤波方法,使用开关电源产生的纹波降低为0.1%,能够满足空间液晶显示对电源纹波的要求。

航天光学相机模拟在轨飞行测试平台设计

对相机综合管理单元进行大量的测试是航天光学相机研制过程中的重要环节,传统的测试系统功能单一且无法模拟航天相机在轨飞行整个工作流程。本文以实际型号测试角度出发,提出了以DSP硬件和遥测遥控VC软件为基础构建新型航天光学相机模拟在轨飞行测试平台的设计方法,说明了该平台硬件组成和工作原理的同时,给出了关键软件参考代码。结合某型号航天相机的具体测试,表明该平台可模拟相机综合管理单元在轨飞行任意时刻的数据流并记录测试过程遥测参数,能够验证相机综合管理单元的功能和性能,达到了航天相机地面测试的目的,具有广泛实际工程应用价值。

基于立方星的电池管理模块设计

电池管理是卫星电源系统的核心任务之一,卫星电池的寿命很大程度上决定了卫星的在轨工作寿命。鉴于此,针对卫星电源系统的研究将有助于提升卫星的使用寿命。基于立方星电池管理模块,介绍了航天电池管理模块设计的全过程。主要包括航天级电池的实验筛选与配对,电池组的安全保护设计、电池组内各节电池均衡控制设计、电池管理模块内部数据采集与控制等多个方面。最后通过立方星电池管理模块在轨工作实验数据分析,证明了立方星电池管理模块的合理性及可靠性,指标满足设计要求。

基于宽带滤波调制的光谱成像技术实验研究

基于宽带滤波调制的计算光谱成像技术是航空航天光谱成像遥感领域中一种极具应用潜力的新型计算光谱成像技术。目前该技术主要应用于光谱测量仪器的小型化领域,缺少针对光谱成像遥感领域的相关研究。因此,针对该技术应用于光谱成像遥感领域的可行性开展实验研究。首先简要介绍宽带滤波调制光谱成像技术的基本原理;然后针对空间光学遥感工程的实际需求,采用彩色玻璃滤光片结合工业相机搭建宽带滤波调制光谱成像的原理样机系统,并对其进行光谱成像实验验证;最后分析评价所获取的光谱图像,研究影响该技术的测量精度及其主要影响因素。实验结果表明,该技术的重建光谱准确度约为23%,获取的光谱图像边缘也较为清晰,噪声约为23 dB。

基于对称三对角矩阵的宽带滤波调制光谱观测编码设计

基于压缩感知及深度学习理论的光谱观测编码方案存在滤光器件设计与光谱重建过程复杂、设计光谱透过率难以硬件实现等问题,因此从简化光谱观测系统的思路出发,考虑常见干涉滤光器件的制造难度,提出基于对称三对角Toeplitz矩阵的光谱透过率观测编码方案;采用矩阵理论讨论光谱观测矩阵的适定性,并采用数值仿真方法研究其容差能力。理论分析结果表明,随着光谱观测矩阵规模的增大,对称三对角矩阵的条件数增长较慢,上限可控。数值仿真结果表明,采用非负最小二乘算法进行光谱重建,并在保证特定约束的情况下,增加观测矩阵的规模对对称三对角矩阵光谱观测编码方案适定性的影响较小,仍然可以保证很高的光谱测量重建准确度。