现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析

简要介绍了美国GPS系统、饿罗斯GLONASS系统、欧洲Galileo系统、中国北斗卫星导航系统、以及日本和印度的区域卫星导航系统的发展状况．重点研究了GPS系统星座维持、有效载荷、自主导航、信号调制和地面站改造等最新技术特征,以及GPSⅢ系统技术及研究进展,分析论证了卫星导航系统技术的发展趋势,为我国卫星导航系统建设规划提供参考．     

未来4年印度将发射10～12颗卫星

印度空间研究组织主席奈尔在卫星用户干扰降低组织（SUIRG）2005年度会议的开幕式上表示：印度正计划在未来4年投资300亿卢比（约6．85亿美元），发射10～12颗近地轨道通信卫星。     

迭代模型在空间项目地面系统的应用

为了解决传统的瀑布模型面对具有创新性和探索性的空间项目地面应用系统的不适应性问题,本文采用了基于RUP开发方法和分阶段发布策略的迭代模型,并将此方法应用到中方天文卫星(SVOM)科学应用系统中.通过将系统分成3个逐步演变且可以交付使用的系统,与卫星系统研制流程同步,实现地面系统在研制阶段的无缝连接和平滑过渡.同时通过对需求管理工作流程的定义,解决了在原型系统阶段需求识别的一大难题,使得研制工作更加高效合理,最大限度地支持卫星各阶段的定标和测试工作,实现天地同优.     

关于建立我国导航卫星系统的初步意见

本文是作者关于建立我国导航卫星系统的初步意见。首先阐述了我国建立导航卫星系统的必要性,然后围绕着系统的区域性和全球性,主动式和被动式,导航定位定时能力,与其他系统的互操作性,民用和军用等方面阐述了我国导航卫星系统的主要原则和目标。     

新概念认知卫星导航系统研究

从国际电报联盟(ITU)给出的频谱划分可知,当前的卫星导航频率空间已经非常拥挤,四大卫星导航系统除了GLONASS外, GPS, Galileo和COMPASS系统的频段部分重叠或完全重叠,导致卫星导航频谱信号互干扰客观存在,不可避免.虽然新的导航信号设计体制提供了缓解卫星导航信号互干扰的方法,但从长远看不能从根本解决卫星导航信号兼容性问题.本文针对全球卫星导航系统工作模式及机理,以人脑的工作模式与机理为参考,提出基于认知卫星导航系统的基本概念和内涵,构建认知卫星导航系统架构模型和信息闭环生命周期,将电磁环境特性和信号兼容特性融入系统的整体结构中,以便使系统性能随电磁环境变化和频谱利用率特性的不同而自适应地改变,分析认知卫星导航系统的工作流程,梳理系统发展关键技术,并针对系统频谱感知模块进行了仿真,验证了方法的准确性.     

全球水遥感技术及其应用研究的综述与展望

星基遥感技术在获取时空复杂多变的水信息方面具有独特的优势,如TRMM/GPM,SMAP,GRACE,SWOT,GRACE-II,PATH,TERRA,AQUA,以及国内的风云系列等环境卫星提供了前所未有的全球遥感水文大数据.为了进一步促进遥感技术在水循环研究和水资源管理中的应用,促进学科交叉和系统集成研究,本文系统综述国际前沿的全球水循环遥感卫星技术、遥感参数反演及其在水文中的潜在应用等,重点介绍降水、土壤湿度、蒸散、地下水、水面高程、冰川、云和大气水等遥感技术,同时探讨全球水循环观测卫星的研发和功能,分析数据同化、遥感反演参数不确定性方面的技术瓶颈及未来展望.     

GPS和GLONASS组合系统

现在天空中有两种规模最大的卫星导航系统，如果把它们组合起来就具有明显的优势，因为GPS和GLONASS的组合系统在任何时间内都能接收到11颗卫星的组合，它能很好地改善系统的几何因子，使得系统可用性达到100%，接收机自主完好性监测（RAIM）也能大大地提高。单独使用GPS或GLONASS为提高定位精度须采用差分技术，使用差分技术就增加了地面基准站的投入和系统的复杂性，在组合系统下本身精度就提高多了。由于GPS和GLONASS具有不同的轨道面，卫星分布也不同，GPS适合于中纬度地区，GLONASS适合于高纬度地区，两者兼容互补作用 很强，所以GPS和GLONASS组合系统的实用意义特别重大。我国科技工作者应深入研究这种组合系统以减小GPS的使用风险。     

内编队中残余气体对内卫星的干扰分析和计算

在内编队系统中,内卫星在外卫星的封闭腔体内自由飞行,其轨道是纯引力轨道.由于腔体内温度的不均匀和内卫星与腔体的相对运动,腔体内的残余气体对内卫星产生干扰作用.本文基于自由分子流理论推导了残余气体分子对内卫星的干扰作用表达式,包含了辐射计效应、气体阻尼作用.同时,对腔体和内卫星构成的系统进行传热分析,得到了腔体内壁和内卫星表面的温度分布;对内编队保持控制进行仿真,得到了内卫星的相对运动速度.根据较为真实的温度分布和相对运动速度,计算了内卫星受到的残余气体作用力.计算结果表明,在内编队当前设计下,辐射计效应量级为1011ms2,气体阻尼量级为1015ms2,残余气体的干扰作用主要表现为辐射计效应.     

中继卫星系统发展应用分析及建议

我国中继卫星系统经过十几年的发展,已成为遥感卫星等信息获取类空天平台的效能倍增器、空间信息共享枢纽以及高效天基信息网络基础设施.本文梳理总结了国内外中继卫星系统的发展应用情况,围绕天基资源高效利用这一核心,指出制约系统应用效能提升的若干瓶颈问题,深入分析这些问题的实质及难点,并给出一套优化解决方案.最后,在提炼应用趋势...     

基于拉格朗日系统中约束力思想的编队卫星构形非线性控制方法

借鉴经典动力学中约束力的思想,提出了一种编队卫星构形精确保持的非线性控制方法．该方法首先将非线性和摄动条件下编队卫星构形保持问题转换为带有完整约束的拉格朗日动力学系统,然后将问题转换为一组微分代数方程,通过求解微分代数方程,确定编队卫星构形保持的非线性控制律．由于借鉴了约束力的思想,该方法自然地利用了编队卫星动力学系统的力学特性,具有节省能量和高精度的特点．通过对线性和非线性条件下空间圆编队卫星构形保持问题的仿真,验证了提出的非线性控制方法的这些特性．     

美日欧建立超级卫星发射联盟

欧洲阿丽亚娜空间公司不久前宣布 ,该公司已与美国波音公司和日本三菱重工集团组成卫星发射联盟。至此 ,国际卫星发射市场上 ,美俄欧“三分天下”中的两“巨头”与实力不弱的日本走到了一起 ,此举会对国际商用卫星发射市场产生怎样的影响呢 ?据美国商业航天运输委员会预测 ,未来 1 0年内 ,全世界将有 30 0多颗商用卫星需要发射 ,市场价值数百亿美元。面对这么大的“蛋糕” ,任何航天大国都不会无动于衷。毋庸讳言 ,新成立的联盟意在以压倒性优势夺取市场。根据联盟协议规定 ,原来三方各自的客户有权选择联盟中其他公司为其提供卫星发射服务…     

日本9月将再发射两颗间谍卫星

日本政府日前决定 ,将于 9月 10日再发射两颗间谍卫星 ,以与 3月 2 8日发射的两颗卫星组成一个完整的情报处理系统。据日本《读卖新闻》晚刊报道 ,定于 9月发射的两颗卫星分别是光学卫星和雷达卫星。光学卫星搭载有望远镜和数码像机 ,彩色摄影可识别地面 5米大的物体 ,黑白摄影可识别地面 1米大的物体。雷达卫星可自动发射电波 ,然后把地面反射回来的信号合成黑白图像 ,识别度南北方向为 1米 ,东西方向为 3米。这两颗卫星和 3月 2 8日发射的光学卫星和雷达卫星组成一个系统。每颗卫星距地面约 5 0 0公里 ,由南向北每天绕地球运行约 15周。 4…     

信息时代的卫星技术

２１世纪初，卫星的发展将形成高，中低轨道综合利用，大，中，小同时并举和单个卫星和星座互相促进的局面。当今在卫星领域里正孕育着一场技术革命，即卫星向小型化，网络化的方向发展，近年来，为信息服务的卫星及其应用的发展晚快，在信息获到，传输和发布等方面起着十分重要的作用，对世界的政治，经济，军事，科技，文化等都产生了深刻的影响。     

发展微小卫星 迎接21世纪挑战

微小卫星将是21世纪航天高技术竞争的热点，也蝇我国航天技术下一步发展的有利契机。本文阐述了微小卫星的发展现状，发展趋势和技术特点；阐明了我国发展微小卫星的必要性和紧迫性；论述了大学研制微小卫星的必然性和人才培养的优势；最后简要介绍了哈尔滨工业大学微小卫星的研制现状。     

纯引力轨道验证质量辐射计效应与残余气体阻尼的耦合建模及分析

纯引力轨道飞行器在精密导航、重力场测量以及基础科学研究等方面具有重要意义．内编队是用于高精度地球重力场测量的纯引力轨道飞行器，其中内卫星干扰力抑制是决定测量水平的关键因素之一．辐射计效应和残余气体阻尼都是内卫星受到的气体分子干扰力，通过分析两者的作用机理，建立了内卫星辐射计效应和残余气体阻尼的耦合模型，该模型反映了内卫星受到的实际气体分子作用力，仿真结果证明辐射计效应和残余气体阻尼的耦合值随内卫星运动速度线性增加．通过分析可知，该耦合值与腔体平均压力和内卫星最大截面积成正比，与腔体平均温度的平方根成反比．     

一种基于约束力的鲁棒的编队卫星构形非线性控制方法

提出了一种基于约束力思想的鲁棒的编队卫星构形精确保持的非线性控制方法.该方法首先将非线性和摄动条件下编队卫星构形保持问题转换为带有完整约束的拉格朗日动力学系统,然后将问题转换为一组微分代数方程,通过求解微分代数方程,确定编队卫星构形保持的非线性控制律.针对微分代数方程传统求解方法对误差敏感,相应的约束力控制法鲁棒性差的缺点,提出了编队卫星构形约束违约修正的方法,通过适当地选择违约修正因子,有效地抑制了编队卫星初始化、参考卫星轨道确定、相对动力学建模等误差的影响,提高了约束力控制法的鲁棒性。     

卫星辐射带高能带电粒子观测数据交叉定标-FY3和NOAA应用示例

卫星高能带电粒子观测数据交叉定标是实现多卫星观测数据综合应用的必要前提,同时也为单颗卫星高能带电粒子观测数据相对可靠性验证提供了参考方法．以我国自主观测卫星FY-3B卫星高能带电粒子观测数据与国外同类NOAA-17卫星高能带电粒子观测数据的交叉定标为例,给出了开展空间高能带电粒子观测数据交叉定标的一般方法及过程,经以NOAA-17卫星同期高能带电粒子观测为基准开展的交叉定标结果显示,FY-3B卫星带电粒子观测数据相对于NOAA17卫星观测具有较高的相关性（相关系数CC〉0．9）,可比对的通量数据在数量级上有很好的一致性（一致性系数趋近1．0）,表明对于空间同一现象交叉定标后的FY-3B卫星与NOAA-17卫星带电粒子观测具有相对一致的定性定量关系,FY-3B卫星观测数据可靠有效,可与NOAA-17数据综合开展应用,同时也说明采用的交叉定标方法可以实现去除两颗观测卫星之间系统偏差的目的,验证了方法的可行性．     

航天器升空过程振动环境的地面试验条件

卫星、飞船等航天器振动试验目的是考核它们对升空过程低频振动环境的适应性.本文对卫星随火升空和整星地面振动试验两种状态进行了仿真计算,星界面横向振动同的条下,比较两种状态卫星顶点的动响应,结果毫无共同点.这是由于升空过程星界面有角运动,而地面试验却制界面角运动.仿升空状态的计算中,确定了与星界面运动关的角运动,并以此作为振动试验补充条,进行地面振动试验仿真计算,此时卫星顶点动响应与升空状态一致.可见补充角运动条是现航天器地面振动试验与其升空过程振动环境一致的有效方法,也为多自由度振动台的应用和条制定提供了依据.     

分布式SAR小卫星编队轨道设计方法研究

编队轨道设计对分布式SAR小卫星的系统方案设计与性能分析具有十分重要的意义. 基于开普勒轨道方程推导了被动稳定的编队飞行轨道要素的近似解析解, 提出了一种适用于分布式SAR卫星特点的编队轨道设计方法, 并对编队轨道的精度进行了误差分析, 给出了典型的分布式SAR卫星编队轨道要素的计算公式. 针对L波段分布式SAR卫星进行了编队轨道参数设计, 给出了分布式卫星绕飞轨迹的计算机仿真结果, 验证了公式推导的正确性及轨道设计方法的有效性.     

巴西的空间活动

本文介绍了巴西的空间活动，巴西的空间活动以应用为主，九十年代发射了数颗环境数据收集卫星和资源遥感卫星，并与中国合作研制了中巴地球资源卫星系列，目前，巴西最大的空计划是参加国际空间站的计划。