浦江一号卫星的创新与实践

浦江一号(PJ-1)卫星是由上海航天技术研究院自主研发的国内首颗快速响应型试验卫星。卫星采用模块化柔性结构设计,在保证卫星结构高刚度的同时实现了卫星装配的灵活性;采用即插即用总线技术实现了星载产品的快速互连互通、快速更换和功能重构;采用基于星上数据处理的自主任务规划技术实现了多种有效载荷的协同工作;采用星上数据处理融合技术提升了卫星快速服务效能;采用功能冗余设计技术保证了卫星的可靠性,简化了卫星配置;采用基于数字化仿真的卫星总体设计技术和分布式验证技术优化了卫星研制流程,缩短了研制周期;采用整星一体化测试技术,大幅缩短了卫星综合测试时间。卫星搭载了多种新型星载产品,为新技术新产品应用奠定了基础。PJ-1卫星于2015年9月由长征十一号运载火箭发射升空,验证了"1周靶场发射,1d交付使用"的快速模式,开创了我国快速响应型卫星应用的新局面。

一种快速响应型小卫星的自主任务规划设计与应用

浦江一号卫星是由上海航天技术研究院研制的一颗快速响应型小卫星,于2015年9月成功发射,卫星质量347 kg,运行在高度481 km的太阳同步轨道。为高效、高精度识别定位地面大范围广泛而随机分布的电磁辐射目标,浦江一号卫星提出了基于单星电磁信号监测载荷与光学成像载荷综合应用的在轨自主任务规划方案。在轨应用表明:该设计解决了电磁信号监测与光学成像高效协同难题,实现了星上自主任务规划时间快于0.10 s,引导指向精度优于0.10°,单次任务连续引导目标数量多于10个,为后续多手段遥感卫星的综合应用及在轨自主任务规划设计提供借鉴。

一种多目标引导成像参数和偏流角一体化计算方法

针对卫星执行多目标实时引导成像任务时,星上求解成像参数与偏流角补偿存在耦合,相机指向变化会带来偏流角和姿态变化,进而影响视线指向和偏流角修正精度的问题,文章基于携带一维摆镜的延时积分电荷耦合器件(TDICCD)相机的实时引导成像卫星,提出一种多目标引导成像参数及偏流角一体化计算方法,选择一致的坐标系和公共变量,推导了迭代计算成像参数求解和偏流角的计算过程,通过绕瞬时虚拟光轴旋转进行偏流角补偿,得到相对平缓的偏流角控制目标值用于姿控跟踪。该方法经浦江一号(PJ-1)卫星在轨验证,结果表明:在多目标成像的典型工况下,可在2个控制周期内将摆镜摆角改变引起的偏流角偏差修正到0°附近,摆镜动作引起的三轴姿态突变量小于0.5°,有利于控制系统在较短的时间内跟踪到位。