挠性多体卫星星间跟踪天线回扫运动研究

针对耦合影响较严重的天线回扫过程展开研究.首先,将柔性支撑杆等效简化为悬臂梁结构,并基于拉格朗日方程建立多体耦合动力学模型.然后从耦合动力学模型出发,分析天线回扫运动对星体姿态稳定和柔性振动的影响,并根据分析结果引入命令预处理算法,规划天线回扫指令.最后对天线回扫运动进行仿真分析,仿真结果表明命令预处理算法能够有效地减小回扫运动对星体姿态稳定和柔性振动的影响.

圆型限制性三体问题下Halo-绕月轨道的星间测距定轨

在传统星座自主定轨中,SST(satellite to satellite tracking)可以同时提供轨道的大小、形状和星座相对方位信息,但不能确定星座的绝对定向。针对这一亏秩问题,联合圆型限制性三体模型CRTBP(circle restricted three bodyproblem)下的一种平动点周期轨道-Halo轨道飞行器,与二体问题轨道卫星组成扩展星座。利用两种力模型的特性差异,可以去除星座系统上的相关性,避免星座的整体旋转,从而确定星座的全部轨道状态参量。分析Halo轨道的力模型及性态特点,从系数矩阵的相关性角度讨论引进Halo轨道对定轨法矩阵正定性的改善作用,利用地月系L1平动点附近的Halo轨道与月球低轨卫星(LMO)的星间链路,在理想CRTBP框架下进行自主定轨仿真。初步验证了LMO-Halo星座定轨可行性,为开展附加平动点轨道的星座SST定轨提供了参考依据。

K频段测距系统星间高精度指向控制算法

为了避免多路径噪声对低低星间跟踪(SST-LL)重力测量卫星K频段测距(KBR)系统测距精度的影响,基于SST-LL重力测量卫星的超静卫星平台,提出了一种磁控制与喷气控制相结合的KBR系统星间高精度指向控制算法。首先,利用喷气执行机构使卫星快速机动到目标姿态角;然后,利用磁力矩器和喷气执行机构对卫星进行联合稳定控制,在满足省电和节省喷气量的条件下,实现长周期、高精度的天线相对指向控制。利用"重力场反演与天气试验"(GRACE)卫星参数进行仿真验证,结果表明:在正常轨道运行模式下,该算法能实现俯仰和偏航方向优于1mrad的控制精度,可为KBR系统在轨高精度测距提供保证。

共置卫星之间的跟踪

本文研究地球同步轨道共置卫星星间跟踪系统的设计和性能。其目标是提高卫星相对位置确定的精度,这对允许在同一纬度和经度控制窗中更稠密地配置卫星是必要的。本文总结根据欧洲航天局(ESA)10035/92/D/CS合同由ERON公司和DASA公司完成的‘共置卫星星间跟踪研究’的结果。这是ERON公司根据欧洲航天局9297/91/NL/PM合同于1991年和1992年实施的对"共置卫星位置保持策略研究"的合理延伸。

小卫星星座自主定轨的论证与仿真

在建立星座自主定轨条件方程的基础上,对其求解的可行性进行了分析、论证和仿真计算.结果表明:在仅考虑一阶摄动理论的情况下,升交点赤经总是秩亏的,即使考虑更精密的摄动模型,其条件方程也近似病态.其它根数在很多情况下也有相关性.因此,为了最大限度地满足自主定轨的要求,在星座结构设计时应尽量考虑不同类型轨道的卫星.

星间激光通讯中的精跟踪研究

星间激光通讯中,精跟踪起着十分重要的作用,而精密偏转镜(FSM)是精跟踪系统中最为关键的部件.基于光学矢量反射定律,推导得到了FSM的精确光学特性,这一特性为精跟踪控制系统提供了精确的理论依据.设计了基于FSM精确光学特性的精跟踪控制系统,对系统整定所用的单纯形法进行了两点重要改进,并对所设计的精跟踪系统进行了数字模拟,由此实现了对FSM的精确控制,提高了精跟踪系统的精确性;将光学衍射超分辨原理应用到星间激光通讯中.利用三区位相光瞳滤波器的超分辨性能,改变光学系统的点扩散函数,从而改变接收端焦平面上的光强分布.由此减小接收衍射光斑的大小,提高系统的光学分辨能力,从而提高精跟踪系统的精确性.