高分七号卫星GPS接收系统多层级健壮设计方案与验证

高分七号卫星GPS接收系统作为整星高精度立体测绘目标实现的重要手段之一,具有为整星提供高精度时统、辅助有效载荷指标实现、协助高速数据传输天线准确指向及实现高精度事后精密定轨的功能。针对其稳定运行和持续服务的要求,基于故障预测与健康管理(PHM)技术,提出了GPS接收系统多层级健壮设计方案,从单机/分系统级、整星级和星地级为GPS接收系统在轨健壮运行提供支撑,通过层级内部形成独立PHM系统实现自主、直接的健壮运行管理,同时借助低层级向高层级的状态信息传递实现全面、及时的故障补充处置和故障隔离。高分七号卫星在轨运行结果表明:该多层级健壮设计降低了故障处置对接收系统功能实现的影响,保障了GPS接收系统在轨提供服务的连续性。

基于K-SVD的星载GPS观测数据压缩方法

空间飞行器主要采用双频GPS精密定轨技术提高轨道预报精度,但需对双频GPS导航系统的观测数据进行预存储,为星载固存的存储资源增加负担;为此,文章提出了针对星载GPS观测数据的压缩方法,该方法引入稀疏表示理论,采用K奇异值分解(K-SVD,k-singular value decomposition)字典学习方法构建出压缩字典,GPS导航系统将采集的观测数据时间序列稀疏分解到K-SVD压缩字典中,达到数据压缩目的;通过地面仿真验证,该方法不仅具有高压缩比、低失真率等特点,还能够降低GPS观测数据的噪声水平,从而提升了0.2~0.36 mm的精密定轨精度,并且该方法适合不同轨道高度的低轨飞行器应用。

资源一号02D卫星双频GPS导航系统容错设计

资源一号02D卫星采用双频GPS导航系统提高定位精度,而空间环境等因素可能引起双频GPS导航系统在轨短暂非定位,从而影响整星时统及有效载荷的持续成像。为此,文章提出双频GPS导航系统容错设计,从整星层面和单机层面进行定位状态、通信状态、时间状态等自主管理及容错处理。试验验证和在轨验证结果表明:采用容错设计的双频GPS导航系统在出现短时间非定位时处理措施有效,能够保证资源一号02D卫星整星连续正常工作。