空间大型载荷平台在轨构建技术探讨

针对以空间太阳能电站系统、超大面积SAR天线系统、大型在轨服务平台等为代表的巨型空间设施无法通过一次运载实现在轨构建的共性问题,通过对太空增材制造、可展开结构、可组装结构及单胞重复组装等四种大型结构在轨构建方法进行讨论和分析,归纳其优缺点,并提出一种包含单梁组装、单梁装填、单梁自动扩展、单梁截取、多梁组装、胞元填充等6个步骤的大型结构在轨构建新方案。研究结果表明,新方案可显著提高运载效率,提高在轨构建可靠性,此方法还可以用于超大型一维、二维、三维结构平台的在轨构建,为空间大型载荷平台的在轨建造提供参考。

无人机飞行有效载荷计算与载荷平台研究

飞行载荷计算及载荷平台开发是无人机设计研发的重要步骤,准确的载荷计算能够确保机体结构承载与传力合理,实现无人机机体轻量化的设计目标。提出一种考虑惯性载荷的飞行载荷计算方法,基于流体网格计算单元对单元内飞行载荷算法进行研究,并根据该算法编写和开发无人机载荷平台,通过算例分析并结合部分数据进行验证。结果表明:本文提出的计算方法和载荷平台处理数据正确,开发的平台实用且已经成功运用于某型高速飞行器的设计过程。

星载毫米波雷达载荷平台参数敏感性分析

为了说明载荷和平台参数设置对星载毫米波雷达探测性能的影响,文中构建了由9个子模块构成的星载毫米波雷达正演模拟器,利用天气研究与预报模型模拟云场景以及随机数据正演仿真对载荷和平台参数进行了敏感性分析。分析发现:星载毫米波雷达载荷平台采用天线直径为2.5 m、轨道高度为400 km~450 km的配置时,其探测性能相较于云廓线雷达提升超过7倍;其信噪比达到25 dB时,可以很好地减小噪声对反射率因子提取的影响;雷达标定常数误差在3.36%以内时,可以满足反射率因子±1 dB的探测精度要求;对于轨道高度为400 km的星载毫米波雷达平台,当姿态角变化大于0.13°时,其前后两次星下点观测区域完全错位,而当姿态角变化大于0.75°时,其前后两次星下点位置相差5 km。

临近空间飞行器信息系统一体化载荷平台

介绍了临近空间日趋受到各国的关注和研究、临近空间的概念以及临近空间飞行器的概况。从高超声速临近空间飞行器设计层面分析了临近空间飞行器信息系统多任务需求和现有设计的矛盾,指出研究临近空间飞行器一体化综合电子系统信号交链和多任务一体化协同技术是解决此矛盾的有效途径。通过对临近空间飞行器信息系统一体化载荷平台的研究,构建了采用冗余备份技术的包括信号处理模块、控制模块的统一开放的柔性系统平台架构。

基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计

针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的原理对一体化结构平台的系统性能进行设计和仿真分析,并在此基础上,开展了平台载荷一体化结构地面模拟试验研究。结果表明:文章提出的基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计在满足载荷安装要求的同时,还能够将卫星平台传递至载荷基板的振动响应衰减80%以上,从而有效地确保载荷的主要性能。

国际空间站舱外多载荷运行任务规划

空间站舱外载荷平台支持部署众多不同类型的载荷,为开展大规模空间科学研究提供了机会.但随着舱外载荷数量及相应任务量的不断增加,且在受限于资源约束的情况下,需要制定科学合理的任务规划,以提高舱外载荷的工作效率.针对舱外多载荷运行任务规划方法,深入分析了国际空间站舱外载荷任务规划现状,重点分析了其舱外载荷平台、载荷类型及特点和多载荷运行任务规划方法,分析当前任务规划策略、方法及未来发展方向.根据中国空间站舱外载荷平台特点,从载荷总体设计和运行任务规划方法等方面为中国空间站后续舱外多载荷系统运行任务规划提供参考和建议.

拖拉机作业载荷数据平台设计与旋耕作业质量预测

针对拖拉机田间试验数据不足、机组作业质量无法实时评估与准确预测的问题,设计了涵盖多参数、多工况的车载测试终端,构建了全国范围的田间作业试验拖拉机作业载荷数据平台系统,以获取拖拉机各关键零部件的田间作业载荷数据。在此基础上,研究了准确预测、评价拖拉机田间旋耕作业质量的智能算法,为产品研发、性能预测以及作业评估提供全面的基础数据与可靠的预测结果。基于农业大数据,融合BP神经网络与遗传算法对数据平台基础作业载荷进行分类挖掘,预测评价了拖拉机田间旋耕作业质量,结果表明,基于遗传算法的神经网络预测精度高达96.77%,均方根误差(RMSE)小于0.01,说明拖拉机作业载荷数据平台的基于遗传算法的神经网络预测模型可准确预测评价拖拉机田间旋耕工况的作业质量。

空间飞行器有效载荷规划与调度软件平台

单一的算法已经无法解决大型复杂空间飞行器的有效载荷规划与调度问题,建立具有通用性和灵活性且适用于该问题的软件平台。分析国内外现有研究方法,算法比较和智能规划思想。总结有效载荷规划与调度问题共性,抽象为活动和约束,进一步使用CSOP模型对其进行数学描述。利用智能规划思想建立了有效载荷规划与调度软件平台总体架构,详述各组成结构、功能以及实现方法,描述了高级目标如何转换为具体的约束和活动的流程,并分析了其核心智能规划的一般方法。初步的仿真结果表明,该平台设计方案基本满足设计要求。

高精度光学载荷安装平台热控设计及试验验证

某科学卫星的3台光学主载荷需实现对太阳共视,要求3台载荷的光轴平行度偏差小于30ʺ,考虑到热弹变形的影响,光学载荷安装平台温度须控制在(22±5)℃。然而,载荷安装平台尺寸大(1.6 m×1.6 m×0.8 m)且处于舱外,外热流各方向相差大,温度均匀性控制难,故对该平台采取主动热控(PI闭环加热)和被动热控(多层隔热)相结合的热控措施。软件仿真显示,此热控方案下,载荷安装板及支撑杆温度可以控制在(22±3)℃;整星真空热试验显示,此热控方案下,载荷安装板温度可以控制在(22±2)℃,载荷支撑杆温度可以控制在(22±3)℃:以上均验证了热控方案可行、有效。

基于连续图像的无人平台载荷目标定位算法研究

介绍了基于连续图像的无人平台载荷目标定位的原理和算法,给出了定位过程中不同坐标系下目标的位置和坐标转换的过程。

城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术

城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术,是一种针对城市轨道转体桥梁施工需求的创新技术。该技术首先对平台结构进行计算,以确保整体及局部稳定等均满足设计要求。其次计算平台荷载,保证平台在施工过程中的稳定性要求。最后对作业平台进行安装与拆除施工,根据实际施工条件,确定施工工艺流程,并做好相应的标记和记录。实例分析结果表明:平台的最大应力为290MPa,最大位移为44.1mm,不影响城市轨道转体桥梁施工,结构安全可靠。

空基平台一体化阵列天线技术综述

随着全空域内通讯探测需求的不断拓展,各式空基传感器载体平台纷纷涌现,对阵列天线在载体平台的集成技术提出了前所未有的挑战。为最大限度利用载体平台资源,提升平台整体效能,天线与平台的设计逐渐深度耦合,最终形成了“载荷平台一体化阵列天线”的技术概念。文章全面梳理了载荷平台一体化天线的技术需求、演进路线,并从新体制阵列设计与验证、天线设计与集成、材料工艺体系,以及系统鲁棒性优化等方面详细论述了关键技术与发展方向。希望对载荷平台一体化天线技术的发展与工程化应用起到推动作用。

天基信息网络的软件定义网络应用探析

现有各种空间、地面网络节点的互连互通,在一定程度上可满足特定应用需求,但由于各节点在空间、物理以及功能的局限,限制了天基信息高效传输、融合以及按需地应用。分析了天基信息网络的发展趋势,提出了网络架构构想,并对主要关键技术的研究方向进行了梳理。在空间核心节点上采用软件定义的多功能载荷平台,并基于软件定义网络(SDN)架构和空间容中断网络协议构建天基信息网络。通过资源虚拟化、处理多元化、应用无阻化的方式,保障天基信息网络适应信息按需定制和高效共享等应用需求。

自升式平台风载荷数值模拟与实验研究

自升式平台在位状态下受到环境载荷作用,将会影响其站立稳性和结构安全性,这其中风载荷占主导作用。现行规范在计算风载荷时采用面积投影法,结果偏于保守,不利于结构的优化设计。此文以CIMC自主研发的400英尺自升式钻井平台为例,通过风洞实验测得其在位状态下的风载荷,并基于CFD方法对其载荷进行数值模拟计算。结果表明,数值模拟计算结果小于规范计算结果,与风洞实验相近,可为平台的初步设计提供支撑。

空间飞行器分离式构型设计

介绍了空间飞行器体分离式构型设计的在轨机动能力增强、在轨寿命延长、扩展性好、型谱化易等优点。针对干重增加的不足,提出了贮箱承力结构、桁架式结构、平台载荷一体化等构型优化设计与关键技术。给出了基于分离式设计的麦哲伦号金星探测器、福布斯-萤火一号火星探测器和某地球静止轨道长寿命大型遥感卫星等应用。

传感器飞机机翼结构优化与性能分析

传感器飞机是一种集情报、监视和侦察功能于一体的未来先进无人机。一体化机翼作为传感器飞机飞行和探测的关键结构,其主要功能是作为雷达天线和为飞行器提供升力及操纵能力。文中初步设计了一种双梁式后掠一体化机翼构型,蒙皮分区域采用玻璃纤维和碳纤维面板蜂窝夹层结构,主承力骨架采用铝合金材料。对初始机翼构型的力学性能分析表明,其静强度和稳定性不能满足最大设计载荷下的使用要求。因此对机翼结构进行了局部尺寸缩放、纤维铺层调整以及骨架传力路径改善等优化设计,分别量化给出了各优化途径对机翼性能提升的效果。综合3种优化途径得到改进设计的一体化机翼,在结构重量增加很小的情况下,强度和稳定性得到了明显提高,满足设计要求。该设计和分析结果可供其他传感器飞机一体化机翼设计参考。

北斗导航卫星的发展研究及建议

本文根据已完成建设的北斗导航卫星系统的建设经验.梳理分析了北斗导航卫星的发展特点。从导航卫星的基本要求,卫星平台和有效载荷技术等方面进行了研究.给出了相关的结果.并提出了北斗导航卫星系统下一步建设过程中应该加强研究的项目建议。

风云四号气象卫星及其应用展望

介绍了我国第二代地球静止轨道风云四号(FY-4)气象卫星的构型、有效载荷与平台分系统组成、主要任务、主要功能和性能指标,以及与欧美第三代气象卫星的对标情况。阐述了FY-4卫星各主要观测要素的测量和数据获取原理。研制的FY-4卫星的主要技术特点是高精度、定量化、星上处理算法和控制方案在轨可维护(编程改变)、星务自主管理,设计中采用了高精度转角测量及扫描控制、高精度定标、微振动抑制、平台-载荷统一基准及在轨测量、星上实时补偿的图像导航配准,以及高精度卫星质心测量与控制等创新技术。列出了FY-4卫星可提供的云检测等34种数据产品。FY-4卫星的研究成果将显著提升我国后续定量遥感卫星的研制水平,其成功发射和在轨应用将为我国和国际气象组织的数字天气预报做出贡献。

倾斜摄影设备选型及像控点布设对高精度实景三维模型重建的影响

在高精度实景三维模型生产中,无人机平台与载荷的选择及像控点布设十分重要,对航摄效率、模型精度、效果均有影响。本文以我国北部某城镇村为研究区域,利用不同的无人机倾斜摄影测量设备分别获取同分辨率倾斜影像,并结合不同的像控点布设方案重建实景三维模型。通过同等分辨率原始影像的不同装备及像控点布设的组合方案构建对照试验组,对比验证并分析飞行效率、模型精度及模型效果,选取满足高精度实景三维模型重建要求的设备类型及经济合理的像控点布设方案,为实际的生产作业提供指导。

研发微纳电子侦察卫星面临的挑战与思考

传统电子侦察卫星几乎都是大中型卫星,研制费用高、周期长,难以具备战术应用所要求的快速响应能力;随着技术的进步,微纳卫星在近十年来得到了迅猛发展。在简要介绍其发展概况的基础上,分析了研发微纳电子侦察卫星在技术与应用方面所面临的挑战,并从进一步提高集成密度、编队组网应用方式、微波与激光相结合的星间通信、有效载荷与卫星平台的一体化、与目标对象相适应的侦察定位方法等多个方面阐述了应对上述挑战的措施与办法,为后续微纳电子侦察卫星的研发与应用提供参考。