Selection of the best initial orbital elements of satellite based on fuzzy integration evaluation method

The fuzzy integration evaluation method （FIEM） is studied in order to select the best orbital elements from the multi-group initial orbits determined by a satellite TT＆C （Tracking, Telemetry and Control） center with all kinds of data sources. By employing FIEM together with the experience of TT＆C experts, the index system to evaluate the selection of the best initial orbits is established after the data sources and orbit determination theories are studied. Besides, the concrete steps in employing the method are presented. Moreover, by taking the objects to be evaluated as evaluation experts, the problem of how to generate evaluation matrices is solved. Through practical application, the method to select the best initial orbital elements has been proved to be flexible and effective The originality of the method is to find a new evaluation criterion （comparing the actually tracked orbits） replacing the traditional one （comparing the nominal orbits） for selecting the best orbital elements.

带局部交互的多星TT&C调度合作协同进化

针对现有合作协同进化机制较少利用局部协同信息的问题,通过对多星TT&C资源调度的合作协同进化求解进行改进,在全局协同的基础上加强局部交互,为每个个体设定一个表明其与所有相邻子种群合作效果的进化性能指标——局部交互值,将该值作为选择操作中衡量个体优劣的尺度之一,以局部交互值与各子适应度之和的差值决定个体变异率,使变异具有自适应性,从而减少由子种群代表个体选择的非全局性造成的优秀个体丢失现象。仿真实验结果表明该方法能较好地提高求解质量。

面向卫星常规测控任务的地面站资源调度

卫星测控任务的地面站资源调度问题是在特定的时间和约束条件下,根据卫星的常规任务要求,为卫星分配相应的地面站资源,从而得到能够满足卫星任务要求的资源分配和调度方案。基于实际应用,分析卫星测控任务的调度问题,考虑资源调度过程中涉及的卫星时间约束和资源约束,建立卫星测控任务中地面站资源调度的数学模型。设计2个阶段遗传算法,第一阶段选择卫星执行任务的圈数,第二阶段选择任务弧段,逐步减小搜索的解空间。仿真研究结果表明,2个阶段遗传算法能够较好地解决多卫星多约束的测控资源调度问题。

卫星测控资源调度CSP模型研究

对卫星测控调度问题的建模技术进行了研究,分析了问题的特点。首先对场景、需求和任务进行了形式化建模;然后针对测控调度问题中涉及的资源、时间、关系等主要约束类型进行了分析和模型描述,并按照不同类型的测控需求确定了测控调度的目标函数;最后在此基础上建立了问题的约束满足问题(constraint satisfied problem,CSP)模型,并针对模型进行了求解方法研究。

基于随遇测控的轻量级卫星平台电气系统一体化设计

由于轻量级卫星平台上资源紧张,为提高卫星上资源利用率,综合质量、体积和功能等多方面需求,研究提出了一种基于随遇测控的一体化电气系统,将各功能做模块化设计,将各功能板卡集成在卫星的舱体内做机箱化构型,各系统通过标准化总线实现信息交互。此外,在机箱内增加随遇测控功能,在实现电气一体化设计的同时,降低了测控功能设计的复杂度,提高了测控可靠性。

民商航天资源教学运用探索与实践

针对当前高校航天类人才培养面临的教学训练系统套量不足和使用权限受限的瓶颈问题,开展民商航天资源教学运用探索与实践。构建基于民商航天资源的教学训练平台,对零散、空闲民商卫星和测控站进行整合与利用,打造成体系的优质教学资源,发挥民商航天资源开放灵活的优势,挖掘民商航天资源的教学应用潜力;创新基于民商航天资源的课堂教学与实践训练内容及方法,为高校航天类教学训练提供鲜活、宝贵的教学案例、数据样本、思政资源、实验条件和训练设施,获得良好的知识传授、技能培训、能力培养、课程思政效果。

CCSDS标准的研究和基于EOS-AM的工程实现

本文简要介绍了CCSDS和EOSDIS的技术背景 ,详细阐述了CCSDS制定的关于信道编码和数据传输的标准 ;并且结合研制的EOS -AM遥感卫星数据接收机 ,分析了解调和编解码的关键技术。

CCSDS标准在小卫星测控系统应用的性能分析

分析在小卫星测控中实施 CCSDS标准时星上数据系统和地面包处理系统的性能。研究星上利用 CCSDS业务实现数据处理和传输对系统性能的影响 ,以及地面数据处理系统在不同负荷条件下包处理器的性能。

测控网中TCP协议的研究与仿真

传输控制协议(TCP)是TCP/IP协议族的核心协议,当应用于测控网中的卫星链路时,由于卫星链路传播时延大、信道不对称、传输误码率高的特点,TCP协议性能下降.对几种常见的TCP版本在地面链路和卫星链路的应用进行了仿真比较,找出最适合卫星链路的TCP版本,在此基础上针对卫星链路进行改进使卫星链路的各RL量得到提高,最后利用仿真平台进行验证.

卫星测控站射频接收系统EMC设计与测试

本文以卫星测控站为例,介绍了卫星测控站和卫星通信地面站接收系统EMC的设计与测试方法,并给出了测试结果。

利用CDMA机制实现小卫星星座控制与通信

本文介绍了小卫星及星座的一些基本情况 ,分析了CDMA技术的优势 ,初步探讨了CDMA技术在小卫星测控方面的应用。

COTS星载双模测控应答机基带设计与实现

提出了一种星载双模测控应答机基带设计方案,采用COTS（商用现货）器件实现,能较好解决星载功率受限和空间辐射效应引起的相关问题。测控应答机主处理器由反熔丝FPGA（现场可编程门阵列）实现,可在低功耗条件下保证最基本测控需求,解调上行DPSK（差分相移键控）信号,调制下行扩频信号;协处理器受主处理器控制,由SRAM（静态存储器）FPGA来实现,对上行扩频信号进行解扩解调。测控应答机可根据星载电源功率情况和不同测控任务切换模式,具有成本低、可靠性高、使用灵活等优势。

基于DRL的巨型星座星地测控链路规划算法

针对巨型星座的星地测控链路规划问题,提出了一种基于深度强化学习的智能规划调度算法。该方法考虑了卫星对于测控站的资源竞争关系和连接关系,设计了环境状态,决策智能体通过感知卫星状态,结合动作选择策略,生成卫星对于测控站的分配方案,并根据反馈的奖励值进行策略的迭代优化。将本算法应用于巨型星座系统的星地测控链路规划任务,仿真结果表明所提出的智能算法可以将测控站天线利用率提升到98%以上,同时有效地降低了天线的切换次数。另外,训练好的模型可以根据未来时刻的星地可视窗口,在30s内快速生成星地测控链路规划方案。

载人航天天基测控通信探析

梳理了国内外空间站天基测控通信应用的概况,针对近地载人航天对测控通信系统的高要求,分析提出中继卫星系统的发展建议,以及导航卫星和低轨卫星星座系统的特点优势。调整中继卫星轨位、增加中继激光链路、采用全景波束全时监控模式,以及导航卫星和低轨卫星星座作为必要补充等途径,可为载人航天测控通信提供更好的灵活性、可用性和效费比。为载人航天天基测控通信发展提供了参考依据。

大型星座混合模拟退火遗传算法测控任务规划

提出了一种基于拥挤度的混合模拟退火多层编码遗传算法,用于解决大型星座的测控任务规划问题。首先,建立了大型星座测控问题的约束满足模型,对任务规划过程中的各种约束条件和优化目标进行了形式化描述。第二,采用多层编码的方法建立测控方案与解空间的对应关系,并采用遗传算法的启发式方法进行全局搜索。第三,为了增加种群的多样性并加快收敛速度,在每代进化结束后对种群中最优的部分个体进行基于拥挤度的模拟退火。超180颗卫星,32个地面测控天线的真实大型星座测控任务规划试验表明,基于拥挤度的混合模拟退火遗传算法的任务完成率高达99%,归一化综合收益大于0.9,算法运行时间小于15 min,验证了该方法具备工程实用价值。

一种全电推进卫星测控任务仿真分析方法

针对全电推进卫星在轨实际应用问题,提出一种全电推进卫星测控任务仿真分析方法。通过加载实际测控天线方向图,考虑动态条件下的通信链路、卫星轨迹及卫星姿态等,对星地测控弧段内的测控链路性能进行精确、详细分析。仿真结果表明:采用实际天线方向图的测控任务分析结果能精确反映全电推进卫星通信链路,可为全电推进卫星在轨飞行验证提供重要参考。

应用RoF技术的小卫星智能综合测试系统

针对地面射频设备由于信号衰减必须束缚在被测卫星周围的问题,将光纤载射频技术(RoF)引入到小卫星综合测试领域,设计小卫星智能综合测试系统。该系统包括一体化智能测试软件、射频信号处理中心、光缆、射频信号远端接入点,以及总控测试设备(OCOE)软件和各分系统专用测试设备(SCOE)。通过光电转换实现射频信号的远距离传输,改变地面射频设备各自为营的分散式测试模式,解决测试过程中射频测试设备布局不合理、共享不方便、需要频繁搬运的问题,从而降低测试成本,提高小卫星的测试效率。

球面全空域多波束天线的分析与验证

针对多星测控和高精度测量的需求,介绍了“半球面+柱面+全数字波束形成、收发一体的球形全空域多波束天线实现方案”的比较分析过程和实验验证结果。实验结果表明,采用该天线的测控系统能在实现多目标同时遥测遥控的同时大幅提高跟踪性能,测量精度与传统测控站相当,满足未来多星环境下全空域高可靠跟踪、高精度测量的要求。

对低轨卫星星座天基测控服务模式的设计与应用

随着大规模低轨卫星星座的全面部署,对天基测控服务模式提出了新的挑战。分析了低轨卫星星座在常态运行、应急使用以及智能化应用中的测控需求;构建了新型天基测控服务系统,设计了前返向实时跟踪波束和全域静态波束组合应用的天基测控资源保障模式。提出了基于地面运管中心统一调度的天基测控服务模式,给出了即时计划驱动和“返向全时分发+前向业务驱动”两种典型模式下的系统工作流程,归纳总结了所述服务模式产生的效益。详细梳理了与所述服务模式相适配的卫星终端设计要求,明确了不同模式下的卫星终端工作状态。可用于指导后续对低轨卫星星座天基测控服务的工程化应用。

卫星网络测控资源鲁棒调度方法

卫星网络规模的持续增长为测控资源的有效调度带来了巨大挑战。受到天气等因素的影响,星地链路性能具有较强的不确定性。为了兼顾资源利用率与任务可靠性,提出一种鲁棒的测控资源调度方法。该方法可基于预测得到的星地链路信道状态分布与规划周期内的任务分布情况为测控任务安排传输窗口的开始时间与持续时长,并通过反向迭代的方式对资源分配方案进行优化从而最大化任务期望收益值。实验结果表明,与传统的非鲁棒调度方法相比,所提调度方法在不同信道分布下都能取得良好的任务收益,实现资源利用率与任务可靠性的有效提高。