地球静止轨道LAR防静电白漆太阳吸收比变化分析

LAR防静电白漆具有低吸收发射比,能够喷涂于不同形状的物体表面,是重要的航天器热控系统组成部分。文章收集2颗地球静止轨道卫星的相机遮光罩外表面喷涂LAR防静电白漆的在轨7年和4年数据,结合遮光罩在轨热分析模型,得到白漆太阳吸收比随在轨时间的变化规律。研究结果表明:在轨2年后,白漆太阳吸收比由0.200退化为0.330,5年后变为0.357,年退化率由7.90%降低至0.55%,呈现逐年减小的趋势;根据该退化模型,预测10年后白漆太阳吸收比为0.357。利用热分析模型及在轨数据,能够得到白漆在轨退化性能,为航天器热控设计提供数据支撑,满足航天器长寿命及高效散热的需求。

应用于无人机的5G IMT系统与地球静止轨道卫星的兼容共存分析研究

低空经济已成为战略性新兴产业,无人机产业作为低空经济的主导产业,未来与国际移动通信(IMT)网络相结合是必然趋势。发展低空经济,需协调好无线电频率资源,进行系统间电磁兼容仿真研究。本文介绍了应用于无人机的IMT系统与地球静止轨道卫星的兼容共存分析方法,提出了在IMT基站全球部署条件下采用中心聚簇的仿真方法,并选取26GHz频段5GIMT与典型的地球静止轨道卫星固定业务(FSS)系统参数,开展了兼容分析仿真。在本文的仿真假设条件下,两系统可实现共存。本文的研究方法可为后续开展频率兼容技术分析提供借鉴。

用于地球静止轨道目标的光学检测算法

针对地球静止轨道(GEO)空间目标探测任务中目标特征薄弱、尺度小和定位精度要求高的问题,提出SFFRetinaNet(Shallow focus and FreeAnchor RetinaNet)算法。该算法针对空间目标特征提取不充分的问题,设计了一种聚焦浅层特征的残差网络结构,增强了网络对图像浅层特征的提取能力;引入了FreeAnchor检测器,将锚框匹配策略转化为极大似然估计问题进行优化,提高了目标检测框的定位精度;针对观测图像中目标样本数量匮乏、分辨率低及分布不均匀的问题,引入多分辨率融合的Copy-Paste数据增强方法,提高了算法的检测效果。SFF-RetinaNet算法在Kelvins SpotGEO挑战赛的数据集上进行了测试,mAP达到了71.28%,相较原算法提高了12.33%,算法检测速度提高了3fps,能够更好地应用于地球静止轨道空间目标检测任务。

地球静止轨道凝视红外相机抖动引起杂波研究

对于地球静止轨道凝视红外相机,相机视线抖动引起的杂波是背景特征、相机参数、相机视线抖动特性和背景抑制算法等因素综合影响的结果。为了定量化评估视线抖动引起杂波的强度,综合考虑抖动频谱、探测器积分时间、帧周期和帧间差分背景抑制算法这几项时间相关因素,将它们合并为与背景无关的抖动等效角,建立了抖动等效角与背景辐射强度梯度统计量相乘形式的抖动引起杂波模型。基于相机视线抖动特性地面测量实验,分析了制冷机和动量轮引起的相机视线抖动频谱,对视线抖动引起的杂波进行了仿真模拟和模型计算,验证了理论模型。结果显示,所建立的抖动引起杂波模型计算结果与仿真模拟结果的相对偏差小于15%,具有较好的通用性和高效性,适用于相机设计的迭代优化。

地球静止轨道卫星精密扩频测距方法

地球静止轨道卫星使用全球导航卫星系统进行定位存在可见卫星数少、接收信号弱等困难,而扩频测距技术具有测距精度高、无模糊距离大和抗干扰性能强等优异特性,是当今复杂电磁环境下精密测距的首选。随着卫星对图像处理的定位精度要求不断提高,针对常规扩频测距系统的测距精度无法满足卫星定轨需求的问题,文章提出了一种精密扩频测距方法,基于在轨自校正算法,消除扩频测距终端距离零值受温度等因素的影响,实现高精度地基测距。在轨实测数据表明:精密扩频测距方法可以将星上部分测距精度提升1个数量级,为星地大系统精密定轨创造优良条件。

地球静止轨道在轨服务技术研究现状与发展趋势

地球静止轨道(GEO)是人类仅有的一条独特卫星轨道,是极其珍贵的轨道资源。首先分析了GEO环境现状和未来趋势,然后从"GEO轨道保护"和"GEO卫星在轨维护"两方面论述了GEO在轨服务技术的内涵、服务机会和效益,介绍了世界各国GEO在轨服务技术的主要研究进展,归纳了其中的关键技术。最后,对未来的发展趋势进行了展望。

地球静止轨道卫星广播星历参数拟合与试验分析

介绍GEO卫星广播星历参数超限的现象和规律,根据解算方程病态性和轨道动力学特性分析该参数超限的原因,设计在不显著损失精度前提下多种改善参数超限的拟合方案,利用实测数据进行试验。结果表明:固定超限参数的同时解算其余星历参数和进行参数岭估计的方法,都能够有效地抑制并解决参数超限问题。

关于坐标旋转法进行地球静止轨道导航卫星广播星历拟合的探讨

介绍基于坐标选转法的GEO广播星历拟合算法,推导坐标系旋转前后卫星瞬时轨道根数及其摄动的解析关系式,分析选择不同惯性系(不同的X轴指向和不同旋转角)对卫星轨道根数及其摄动的影响,通过仿真GEO轨道的广播星历拟合实验分析不同坐标旋转角度对星历参数拟合结果的影响。分析和试验表明:①采用简化法,经坐标变换后得到的轨道倾角不为常数,而是随着选择的参考历元不同呈周期性变化;②选择不同的惯性参考系会导致轨道倾角摄动以不同的放大倍数放大后被新坐标系的轨道升交点赤经摄动和近地点幅角摄动吸收,放大倍数可达几十倍至上百倍甚至出现奇点;③拟合得到的GEO卫星星历参数Δn和.Ω的取值范围随坐标旋转角的增大而减小。

基于转发式的北斗卫星导航系统地球静止轨道卫星精密定轨试验

地球静止轨道卫星(GEO)在北斗卫星导航系统(Compass)的卫星导航中具有特别重要的作用,除了利用导航系统自身的伪距相位以外,利用其他的测轨系统对其进行精密定轨有着重要的意义。利用国家授时中心的转发式测轨网对Compass的GEO卫星进行观测,获取转发式测轨数据,利用该数据对Compass的GEO卫星进行精密定轨分析。分别从观测数据的观测精度,定轨残差以及轨道重叠误差等方面分析GEO卫星的定轨精度。

地球静止轨道凝视型相机热分析与热设计

空间光学遥感器在轨运行过程中要承受太阳辐射和空间冷热沉、黑热沉等恶劣温度环境的影响。为确保相机在轨正常运行并拥有较高的成像品质,需要对相机进行精确的热控设计。根据地球静止轨道太阳辐射外热流特点,详细分析了静止轨道凝视相机热设计的重点和难点,并针对热设计中可能遇到的问题提出相应解决方案。

地球静止轨道高分辨率成像卫星的发展现状与展望

文章首先简要介绍了"高分四号"卫星的主要性能指标和在轨运行情况,然后梳理了美国、欧洲等国家地球静止轨道高分辨率成像技术的发展现状。文章重点从卫星的轨道特性、多任务适应的工作模式、灵活的任务编排、实时动态监测、在轨长寿命几个方面总结提炼出"高分四号"卫星创新点;从谱段特性、成像体制、多功能一体化设计、高精度热控设计、高稳定性的结构一体化设计等多个方面分析了成像载荷的特点。最后,分析了地球静止轨道高分辨率成像卫星的发展趋势,展望了未来空间基础设施规划中计划实施项目的应用特点和应用领域。

地球静止轨道遥感相机一体化设计

文章针对地球静止轨道遥感器设计需求,运用光机热集成设计的方法对相机进行了一体化设计。通过复合支撑方法实现了大口径Si C主镜的高稳定性支撑,保证了反射镜面形的稳定性;相机主体结构在兼顾双通道集成支撑与装调基础上,通过优化设计,保证了相机结构的高刚度、高稳定性;相机的隔振系统针对卫星基频进行了解耦设计,保证相机镜头的安全性;相机遮光罩通过结构及热控一体化设计,有效降低了热控功耗;相机整机力学试验及真空热试验的MTF测试结果表明,相机主体具有较高的稳定性。

地球静止轨道面阵凝视成像系统分时积分抑振技术

针对地球静止轨道卫星平台引起其面阵凝视成像系统的图像模糊,提出基于分时积分亚像元融合的方法来削弱平台颤振的影响,提高景物辨识度。设计并搭建了一维振动平台;利用高速图像采集系统采集不同曝光时间下不同频率振动的序列图像;使用基于能量区域质心法的相位相关法进行亚像元图像配准,计算每帧图像相对偏移量;与一维振动平台中的位移传感器数据进行对比,得到配准算法的精度优于0.1pixel。最后,选择短曝光序列图像中清晰度较高的图像完成亚像元融合,与长曝光图像相比,其融合图像清晰度更高,信噪比与长曝光图像相当。得到的结果验证了分时积分亚像元融合法对颤振模糊的抑制作用。

低轨星座对静止轨道卫星同频干扰指标研究

随着全球低轨星座系统的快速部署及应用,非静止轨道卫星对静止轨道卫星系统的同频干扰问题日益凸显。为保护静止轨道卫星系统不受有害干扰,国际电联现行无线电规则中规定了非静止轨道卫星系统应满足的等效功率通量密度限值或干扰噪声比限值,但所适用频段及限值标准仍在不断修订完善中。为了精确定量评估低轨星座对静止轨道卫星的同频干扰,通过对等效功率通量密度限值和干扰噪声比限值的确定方法及演进历程进行研究,分析了上述限值与静止轨道卫星实际被干扰的对应关系,并以典型倾斜轨道星座和极地轨道星座为例,分析了不同干扰指标对卫星系统间干扰判定结果的影响,当静止轨道卫星系统的实际被干扰门限低于国际电联制定等效功率通量密度限值选用的参考门限时,建议低轨星座选择干扰噪声比限值作为开展频率干扰分析与判定的依据。

天体对地球同步静止轨道卫星的影响研究

天体对地球同步静止卫星的正常运行有极大的影响。探讨了卫星与地球、太阳及月球之间的相互关系,研究了它们对确定卫星轨道、姿态的影响,分析了它们对姿态造成干扰、导致太阳能供给中断的地影、月影及影响卫星通信的日凌中断现象,给出了精确预报这些现象的算法,这些方法已经成功地应用到我国在轨地球同步静止卫星的工程测控中。

地球静止轨道LIPS-300离子电推力器热设计与优化

LIPS-300离子电推力器工作时产生的大量热耗会严重影响其工作性能,因此推力器的热控设计和在轨温度预计是推力器设计的关键技术之一。文章首先提出了地球静止轨道LIPS-300离子电推力器热设计,建立了离子电推力器热分析有限元模型。然后,针对典型的地球静止轨道位保工况开展了LIPS-300离子电推力器的在轨热分析,得到了LIPS-300离子电推力器重点部件在轨工作时的温度预计:下极靴、阳极筒、屏栅、下磁钢为主要的高温位置,且下磁钢温度可能超出材料温度上限。最后,基于热分析的结果结合离子电推力器的特点提出适当增加外壳散热面积是离子电推力器优化设计的有效方向,而增强阳极筒、极靴与屏栅筒间的内部换热是无效的设计优化方向。

基于分时积分亚像元融合的地球静止轨道平台消颤振技术

相较于低轨卫星线阵扫描成像模式,地球静止轨道面阵成像的曝光时间相对更长,更容易受到平台颤振的影响而造成图像模糊.为了消除由平台颤振引起的像质退化,本文提出了基于分时积分亚像元融合的方法.由于地球静止轨道的凝视成像特性,相机观察区域在长时间内保持不变,因此分时短曝光可以获得多帧目标内容相同,但模糊尺度更低的短曝光图像.然后对多帧短曝光图像采用基于能量区域质心法的相位相关算法进行亚像元图像配准,计算相对偏移量并进行补偿,位移探测准确度可达0.1像元以内,满足卫星平台应用需求.再按亚像元偏移量对多帧图像进行融合,融合的过程可以提升由于曝光时间缩短而降低的单帧图像信噪比,最终可以获得图像清晰度更高、信噪比与原长曝光图像相当、信息辨识度更好的遥感图像.

地球静止轨道卫星扫描镜运动补偿

研究地球静止轨道卫星的扫描镜运动补偿问题,以消除卫星姿态偏差和扫描镜法线偏移引起的光轴指向偏差.给出了带有两自由度扫描镜的航天器姿态动力学方程以及光轴指向误差的描述.以欧拉角描述卫星姿态,以欧拉轴/角参数来描述扫描镜法线偏移,并推导了这2种影响因素对光轴指向的误差传递关系.针对法线偏移不易测量的特点,利用扫描镜在特定工作模式下的准确定向能力和法线偏移的长周期特性,给出了一种偏移参数的估计算法,每隔一定的时间段对法线偏移估计值进行更新.在此基础上给出了一种基于卫星姿态和法线偏移信息的运动补偿算法,对扫描镜的扫描角和步进角分别进行补偿.数值仿真结果验证了补偿算法的有效性.

地球静止轨道卫星硅太阳电池在轨特性分析

空间辐照效应的影响,使太阳电池输出功率随其在轨时间的推移而逐渐衰减。文章以2颗在轨的地球静止轨道卫星为研究对象,对某类我国自主研发的硅太阳电池的在轨输出功率衰减率进行了分析。并针对所获得的相关遥测参数,通过数值统计与数学分析的方法,采用确定的计算公式得出太阳电池阵的总输出电流,用以表征其输出功率。文章提出了一种曲线平移的研究方法,以消除单路太阳电池电路发生无功率输出故障对分析工作造成的影响。通过分析研究,得出太阳电池由在轨辐照造成的输出功率的年度衰减率,并与设计预计值进行了比较。文章的研究结果能够为地球静止轨道卫星该类太阳电池阵的设计提供完整的数据支持,同时对同类卫星其他种类太阳电池阵的设计也具有参考价值。

国外地球静止轨道高分辨率光学成像系统发展综述

介绍了欧美1~3m分辨率GEO光学成像系统的应用需求、技术途径选择情况,研究了欧美GEO高分光学成像技术的发展,包括大口径单体反射镜成像技术、空间分块可展开成像技术、光学合成孔径成像技术、薄膜衍射成像技术和在轨装配成像技术,总结了上述技术的优缺点。可为我国发展GEO高分辨率光学成像系统提供参考。