面向确定性传输的新型虚拟卫星编队方案

卫星编队飞行队形相对稳定,可有效支撑确定性传输,但其队形控制需要较大的实时计算开销,且不支持多业务的灵活部署。为此,基于广泛部署的低轨星座,提出了虚拟卫星编队方案,通过选取合适的卫星构建编队来实现时敏业务的确定性传输。首先,阐述了虚拟卫星编队的设计理念,分析了基于低轨星座设计编队的挑战和性能需求。然后,通过刻画星间链路的生存时间与距离变化率属性,构建编队节点选择模型,针对时敏业务需求设计虚拟卫星编队选择算法。最后,基于STK和Exata搭建卫星网络场景进行仿真验证,实验结果表明,所提方案能为时敏业务提供与卫星编队飞行相同的性能指标,且具有更灵活的业务部署能力。

基于球坐标变换的双星编队伪距相对定位

针对NASA的ST -3中自主编队飞行 (AFF)的双星星座 ,讨论利用星载的类GPS高精度的伪距观测数据确定星座之间相对位置和时间参数的问题。在常用的直角坐标系中建立系统的数学模型 ,并进行解算 ;特别针对双星编队定位解算几何结构弱、解算结果的协方差矩阵不稳定而无法进行传统协方差分析的问题 。

卫星编队飞行相对轨道的确定

卫星之间相对轨道的确定对于多颗卫星编队飞行的控制和任务是十分重要的。结合空间圆形的编队飞行星座 ,本文给出了描述卫星近距离运动的 C- W方程 ,讨论了空间圆形的编队卫星星座的构成 ,进而设定了利用激光仪测量星间位置矢量 ,并设计了 Kalm an滤波器来实现相对轨道的确定。分析和仿真结果表明 。

联合CDGPS技术和星间相对测量进行编队星座状态确定

以空间圆3星编队星座为对象,建立了联合GPS载波相位差分(Carrier phase Differential GPS,CDGPS)和星间相对测量进行编队星座状态确定的数学模型;利用高精度的星间相对测量信息给星间公里级基线提供厘米级约束,极大地缩小了星间单差模糊度的搜索空间,进而在卫星无需机动的情况下采用Bayes最小二乘法快速解算出星间GPS载波相位单差整周模糊度;最后数学仿真证明了方法的有效性,结果表明卫星间相对位置确定精度达10-2m,卫星姿态确定精度达10-3rad.

GPS用于编队星座的姿态与相对位置确定

利用载波相位差分GPS技术确定编队星座的姿态和相对位置时,由于卫星状态间的相互耦合和差分观测值的相关性,应该联合星内和星间的差分观测进行状态的整体解算.文中给出了利用星间差分观测值形成的空间网形约束、联合星内和星间差分确定编队星座姿态和相对位置方法.数学仿真结果表明该方法的有效性.

共面编队飞行卫星星座的控制

共面编队飞行的卫星星座的相对运动轨迹是一个椭圆,但卫星由于受摄动力的影响,其椭圆队形会发生变化。提出了一个简单而又节约燃料的队形保持控制方案,即在Hill轨道坐标系中,通过测量x轴和z轴,利用小推力喷气发动机进行控制,消除椭圆中心的相位漂移和各卫星轨道的不共面。

基于多Agent技术的卫星星座设计分析

利用自治的卫星星座编队飞行、协同工作来完成复杂的空间任务已经有了越来越强的需求。本文介绍了多Agent技术和多Agent设计与仿真环境ObjectAgent,论述了如何利用多Agent技术进行卫星星座的设计分析,内容包括Agent的定义与实现,多Agent的组织结构,以及多Agent建模方法。

卫星星座与编队飞行问题综述

卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星,这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题,以及星座卫星定轨所涉及的测控方式和天地基网联合定轨问题。这些内容都是卫星星座轨道力学中的重要组成部分。

星群、星座与编队飞行的概念辨析

首先对"卫星集群概念研究"一文提出不同意见,认为"卫星集群"不是新概念,而是常用名词"星群"。随后对星群、星座与编队飞行(含F6项目)的概念及相互区别进行明确论述;对星座和编队飞行的分类、特点、优势、应用、发展概况以及它们之间的区别作了较详细论证。

卫星星座整网轨道确定分析与仿真(英文)

编队飞行的卫星或卫星星座对轨道确定自主性和精度提出了较高要求。针对这个问题,通过建立星座的轨道动力学模型和星间观测的测量模型,将星座中的星间观测数据和地面观测数据融合起来,将待估的卫星轨道参数和部分动力学参数进行适当的分类,研究卫星星座整网轨道确定的新方法,并在理论上分析了整网定轨方法能提高定轨精度的原因;最后采用自主开发的卫星星座整网轨道确定软件进行了仿真计算。计算表明,该方法能有效地减少对地面站的依赖,并较大幅度提高定轨时卫星绝对位置和相对位置精度。

天基无源定位与现代小卫星技术

介绍了基于现代小卫星技术的天基无源定位系统几个主要技术层次--单星定位、双星定位、编队飞行、卫星星座;论述了各个技术层次的基本概念、特点和关键技术.详细分析了适合我国国情的双星无源定位方案,该方案依靠2颗同轨小卫星,采用到达时间延迟/到达频率延迟(TDOA/FDOA)定位方式,实现对辐射源的实时、精确定位,数值计算结果进一步揭示了定位精度与TDOA/FDOA测量精度的关系;具体研究了卫星编队飞行的天基干涉仪应用方式的可实现性,认为应当通过对TDOA或FDOA的测量实现基于卫星编队飞行的无源定位.

利用星间伪距观测进行编队星座相对状态测量

以三星编队星座为例 ,讨论利用高精度的星间伪距观测进行星间相对位置、姿态和时间参数确定的一些问题 ,包括 :坐标系、独立参数的选取和观测方程的建立 ,星座状态的转换 ,天线的安装和指向等 。

现代小卫星技术在对地观测中的应用

小卫星因其研发周期短、体积小、功能强、使用灵活等特点,近年来其发展非常迅速。探讨了现代小卫星的基本概念和技术特点,分析了国内外小卫星的发展情况和发展趋势,最后阐述了小卫星、小卫星星座以及编队飞行在对地观测获取遥感信息中的应用前景。

编队星座相对位置精确测定与自主定轨方法

针对编队飞行星座,提出了一种全自主的高精度定轨与相对位置精确测定方法,对其主要关键技术之一的空间绝对定向的基本方案及其可行性和指标进行了研究,并进行了仿真验证.结果表明,通过编队星座星间高精度的距离测量和绝对定向观测,可以实现无需地面测控站和卫星导航系统支持下的编队星座全自主导航方案;在一定测距和测向误差条件下,绝对定轨精度可以优于20m,相对位置确定精度可优于10 cm.相对误差与采样间隔有较明显关系,未来可考虑采样间隔控制在10 s以内即可;绝对位置误差大小与采样间隔无明显关系,其中的主要误差是星座的整体平移误差.仿真结果验证了所提方案的正确性.

小卫星及卫星组网的战术应用研究

论文以小卫星为研究对象,从作战角度概要介绍了小卫星及其组网的广阔应用前景。提出了战术小卫星的概念,讨论了其在国外战术行动中的应用,阐述了战术小卫星在未来空间作战中可能担任的几种作战任务,并分析讨论了其组网的两种应用模式。

分布式小卫星系统的技术发展与应用前景

分布式小卫星系统是现代小卫星的一个崭新的应用领域,它能充分发挥小卫星的优势,同时也能克服小卫星的缺点。分布式小卫星系统包括星群、星座、编队飞行等。小卫星编队飞行将在空间遥感、深空探测、通信导航等方面带来一场重大的技术革命。文章论述了小卫星特点和分布式系统概念,介绍了分布式小卫星系统技术发展水平和关键技术,以及未来的应用前景。

GPS和类GPS测距技术联合用于双星编队星座的状态确定

编队卫星状态的高精度确定是编队星座功能实现的重要基础。针对对地观测的双星编队星座的状态确定问题,为了提高状态确定的精度,在GPS技术的基础上,引入了类GPS测距技术,建立了联合GPS和类GPS测距技术进行状态整体确定的两种数学模型,并讨论了GPS星间单差模糊度和类GPS星内单差模糊度的同时初始化方法,最后进行了数值仿真。仿真结果显示,类GPS观测值尤其是类GPS星内载波单差观测值的引入,明显提高了双星编队星座的状态确定精度,其中绝对姿态角的精度达到rad,相对位置的精度达到m,相对钟差的精度达到s。仿真证明方法正确有效,模型二更优于模型一。

合成孔径雷达星座发展综述

自1978年第一颗星载SAR——Seasat-A发射以来,世界主要航天大国相继发射了多颗SAR卫星。几十年来,星载SAR传感器的性能不断提高,向着高分辨率、多极化、多模式和星座化等趋势发展。德国和意大利分别完成了SAR-Lupe(5颗)和COSMO-Sky Med(4颗)SAR卫星星座的布署,用于军事侦察或军民两用,欧空局和加拿大也正在积极开发SAR星座任务,甚至一些商业公司也开始研发小卫星SAR星座。SAR星座能够显著提高对地观测能力,既可以通过编队飞行进行双/多站、多角度或干涉成像,还可以通过多星组网大大缩短重访周期,满足对重点区域的密集观测需求。在SAR传感器和卫星平台都越来越小型化、低成本的背景下,星座组网正成为SAR对地观测发展的主要方向之一。

立方体星的技术发展和应用前景

系统论述了立方体星技术发展的三个阶段;从2010-2013年已成功发射的立方体星与纳卫星中挑选了10颗典型卫星,研究分析其技术水平、应用价值和特点优势;并重点论述了立方体纳卫星的应用;最后预测了立方体纳卫星的未来应用前景。

分布式空间系统和航天器编队飞行辨析——兼谈航天器知识编队和精确编队飞行应用实例

小卫星技术的迅速发展和应用,为空间应用开辟了许多新领域,同时出现了很多新概念和新名词。文章对分布式卫星系统、编队飞行、星座、星群以及空间敏感器网等概念及其相互之间的区别进行了系统论述,也介绍了航天器知识编队和精确编队飞行的应用实例。