中国海洋水色观测卫星及其应用

海洋水色观测卫星是重要的对地观测平台,以相对高时空分辨率探测全球海洋和海岸带地区的生态环境,同时兼顾探测内陆水体、陆地植被和冰雪等信息.分别从卫星平台和载荷性能方面分析了国内外海洋水色卫星的发展历程、现状和未来趋势;综述了中国已发射的海洋水色观测卫星及其载荷的功能和性能情况;归纳了中国海洋水色观测卫星地面系统建设、卫星数据应用发展的历史和现状,重点阐述了中国海洋水色卫星在海洋生态环境、海洋生态灾害、滨海湿地生态系统、海冰和海洋国土空间规划领域的监测应用;最后给出了中国海洋水色观测卫星未来的新需求及发展趋势.研究结论可为中国海洋水色观测卫星的发展及应用规划提供参考.

地表异常即时探测星座设计思考

地表异常具有分布广泛、频率高、演化速度快、影响范围大等特点,现有的天基遥感系统存在着协同弱、响应慢、链路长等问题,无法满足异常即时探测的应用需求.通过对地表异常分类及特点的分析,总结了地表异常天基遥感需求,结合现有天基遥感能力与特点,提出了天基地表异常即时遥感卫星的能力目标表.总结了大规模地表异常即时探测星座的设计思路,分析了地表异常即时探测星座的组成方式、工作模式和应用场景,星座可以实现对地表异常的即时发现、即时识别和即时传输,并根据即时探测需求进行了仿真分析.仿真结果表明,星座具备数据获取到数据服务优于15min的能力,为未来天基地表异常即时探测星座的建立提供了参考.

基于可重构分布式控温的高稳定度热控系统研究

随着光学遥感卫星分辨率的不断提高,光学系统的口径和焦距越来越大,空间光学系统对大面积、高稳定度温度控制的需求越来越突出,而集中控温模式存在热控引线多且走线困难、测温稳定性差等不足,难以满足光学系统大面积高稳定度的控温需求.提出了一种主控加远端的分布式控温系统构架和基于差分比例电阻的高稳定度测温方法,研制了基于分布式的可重构控温系统样机.试验结果表明:系统具有较强的拓展性和自主重构能力,大大提高了热控系统的适应能力,测温稳定性优于±3mK/3h.

论智能遥感卫星的“快、准、灵”应用服务

过去几十年里,中国遥感卫星实现了从有到好的技术跨越,当前中国遥感卫星数量已达300余颗.然而,遥感卫星与通信和导航卫星相比还存在明显不足.遥感卫星走向智能化和大众化,必须解决“快、准、灵”的技术问题.结合现有研究成果,论述了实现智能遥感卫星“快、准、灵”实时智能服务的关键技术.通过无地面控制高精度定位、在轨智能处理和星群组网协同观测技术,快速生成用户所需产品;通过成像模型构建、高精度姿态测量和在轨自主几何定标技术,为用户提供精准的定位信息;通过遥感卫星软件定义、时空谱综合优化和通导遥一体化集成技术,提高单星服务能力,实现从卫星端到用户终端(Business-to-Consumer,B2C)的实时智能大众服务.

宇航数字化、智能化电源技术研究

航天技术的快速发展与创新对宇航电源的功能提出了更高需求,需进一步拓展应用,为此提出了适应于未来的宇航数字化、智能化电源技术.通过分析宇航数字化、智能化电源在电推进系统中的复杂供电及控制要求,以及在中国超低轨小卫星中对μN级高精度控制、宽范围推力调节等方面的典型应用,分析研究了宇航数字化、智能化电源技术的主要技术途径和发展展望,给出了以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为核心控制芯片的模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)电路、数字脉冲宽度调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)发生器及数字补偿器等数字化电源的设计要点,最终实现了电源输出电流毫安级的调节精度和超低轨小卫星微牛级的高精度控制要求.

低成本小批量微纳卫星控制系统的研制实践

针对微纳卫星的研制特点,结合控制系统研制过程中的具体实践,从单机产品设计、系统方案设计、测试和环境试验,以及软件开发方面,给出了微纳卫星降低成本、提高可靠性与研制效率的措施和建议.通过采用控制系统内部的冗余备份设计,以及系统级可靠性措施,简化了系统配置,并提高了系统可靠性.通过进行系统级的热循环试验可降低研制成本,并达到可靠性试验筛选的目的.通过开展平台化和通用化设计,完善和改进软件开发流程,提高了研制效率.所述方法和措施在卫星研制中取得了较好的效果.

卫星振动试验数据分析软件设计与实现

针对卫星振动试验数据分析环节耗费大量时间的问题,开发了一套振动试验数据分析软件,并对软件架构设计进行了深入研究.首先,从卫星振动试验流程出发,构建了系统框架;然后,通过梳理试验数据分析的各个环节,划分了软件的各项功能;此外,根据数据在试验中的流转,设计了工程数据结构,并结合数据交互、软件便捷使用等特点,构建了软件的通用模块;最后,对软件应用前后试验数据分析环节的用时进行了对比,软件应用后数据分析环节用时缩短至原来的28%.

小卫星技术与应用发展研究

近年来,随着航天技术的不断突破,进入空间、利用空间的门槛逐步降低.伴随着“互联网+航天”、人工智能、大数据等要素的不断加持,在国家政策、商业资本等的多重促动下,航天的商业价值愈发凸显,商业小卫星迎来了高速发展期.为了进一步明晰小卫星的作用,研究了小卫星的分类,统计了近年来全球卫星发射数据,调研了小卫星的应用情况,给出了近年来小卫星的总体发展态势,并分析了小卫星发展的核心能力.最后,提出了小卫星未来的发展趋势与展望,期望有助于加快推动中国大规模小卫星星座的规划部署和健康有序发展.

空间基础设施——从概念到未来发展

空间基础设施是在空间部署的、长期稳定运行的工程系统,是经济社会发展不可缺少的基础性设施,是中国航天进入产业化发展阶段的重要标志.系统回顾了空间基础设施的演进历程,归纳总结了国家民用空间基础设施中长期规划方案的论证方法,并对规划实施效果进行了研究分析.基于对空间资源利用新趋势的研判,重新定义了空间基础设施的内涵,研究提出了新一代空间基础设施的总体架构、发展思路和发展重点建议.研究认为,打造现代化的新一代空间基础设施,应以体系工程理念为指导,强化顶层设计,通过概念创新、技术创新和模式创新,开辟产业化发展新空间,全面支撑航天强国建设目标实现.

深空探测微小卫星技术

随着深空探测任务需求的日趋复杂和微小卫星技术的发展成熟,微小卫星逐渐成为深空探测的重要手段.首先总结和梳理了世界主要航天大国开展深空探测微小卫星任务的现状.然后从任务设计角度出发,分析了微小卫星开展深空探测的3种方式,并介绍了对应的典型任务.在此基础上,归纳了主要前沿技术特征.最后给出了对中国未来微小卫星深空探测发展的建议和展望,以期对相关技术发展有所借鉴和推动.

基于极化调制的星间链路通信算法研究

现有的星间链路通信中,主要采用频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)和时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)提高频谱利用率和信息传输的时效性,FDMA和TDMA分别通过分配不同的频点和时隙区分不同的星间链路.随着卫星数量的增多,尤其是低轨卫星星座的不断建设,星间链路的频谱和时隙越发紧缺,这对采用FDMA和TDMA体制的星间链路带来了严峻挑战.针对此问题,提出了一种极化多址接入的星间链路体制,引入极化调制算法,利用信号的极化状态承载信息.仿真验证表明:极化多址星间链路体制在频谱效率和时效性能方面相比现有星间链路算法分别提升了18倍和2倍,在很大程度上解决了星间链路频谱和时隙资源紧缺的问题,为后续星间链路设计提供了参考.

创刊寄语

《先进小卫星技术(中英文)》于2023年12月5日获得国家新闻出版署批复创刊,并于2024年4月26日创刊发行!《先进小卫星技术(中英文)》定位于学术技术刊物,以“刊载小卫星领域新技术、新理念、新成果,搭建学术交流平台,助力航天强国”为办刊宗旨,目标是成为小卫星领域国内外一流的学术技术刊物.刊物面向国内外从事小卫星技术的科研人员、工程技术人员、科技管理人员、高等院校相关专业的师生等发行,每双月26日出版.

序言

2024年4月26日,由中国航天科技集团有限公司主管、中国宇航出版有限责任公司主办、中国宇航学会先进小卫星技术与应用专业委员会和航天东方红卫星有限公司承办的学术技术性期刊——《先进小卫星技术(中英文)》正式创刊.作为专委会顾问、期刊编委会顾问、航天东方红卫星有限公司原总经理,倍感欣慰,并对期刊创刊发行表示热烈祝贺!

《先进小卫星技术(中英文)》征稿简则

《先进小卫星技术(中英文)》是小卫星领域的公开学术技术刊物,2024年创刊.刊物以“刊载小卫星领域新技术、新理念、新成果,搭建学术交流平台,助力航天强国”为办刊宗旨,努力成为小卫星领域国内外一流的学术技术刊物.本刊遵循“百花齐放,百家争鸣”的方针,发扬学术民主作风,促进技术交流,致力于成为小卫星领域科技人员发表研究成果、进行学术交流、探讨前沿技术的重要平台;成为宣传和展示小卫星领域新成果的重要窗口;成为沟通小卫星领域产学研用的“桥梁”和“纽带”,为促进中国空间事业的发展做出应有贡献.

中国宇航学会先进小卫星技术与应用专业委员会

中国宇航学会先进小卫星技术与应用专业委员会(以下简称小卫星专委会)于2017年5月11日经中国宇航学会批复成立,挂靠单位为中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司。小卫星专委会致力于开展面向先进小卫星技术、未来小卫星应用,以及小卫星商业化发展的研究,组织国内外的交流与合作,为研究人员提供一个合作和交流的平台,促进国内小卫星技术与工程专业人员的培养,推广和普及相关知识,推动中国小卫星技术研究、工程应用和商业化发展,为航天型号研制任务全面完成、为航天强国建设和小卫星事业发展作出贡献。

航天东方红卫星有限公司

航天东方红卫星有限公司(以下简称公司)是中国空间技术研究院下属负责小卫星研制的总体单位,同时也是中国东方红卫星股份有限公司全资的高新技术企业,主要从事小卫星系统研发、系统设计、系统集成及在轨支持服务。公司于2001年5月组建,同年10月经国家发展和改革委员会上报,国务院批准以公司为项目法人单位建设“小卫星及其应用国家工程研究中心”。

气象小卫星发展的回顾与展望

气象卫星对地观测是大气、空间气象要素观测的重要手段.近年来,气象小卫星发展迅猛,引起对地观测领域的广泛关注.回顾了目前国内外具有重要影响力的气象小卫星星座的设计思路和布局,在已经实现的对降水、云雨粒子和大气温湿度廓线等重要气象要素的探测能力基础上,提出并阐述了未来中国气象小卫星的发展构想.中国将打造具有前沿技术验证能力、科学试验能力、星座协同和即时定制能力的气象小卫星星座,与大平台系列风云气象卫星互联互通,共同作为数字太空系统的天基感知节点,形成大小结合、星地统筹、协同观测、综合应用的气象卫星发展新格局,为气象高质量发展提供新的技术支撑.