机动卫星星座对多目标成像任务规划

在卫星对地观测任务中,需要研究卫星星座的快速机动及任务规划方法.该文研究了机动卫星星座对多目标的成像任务规划算法.提出了单颗太阳同步圆轨道卫星对单个点目标的可见性分析方法,结合解析方法与数值方法,得到目标的可见性,并给出卫星轨道机动及构型返回策略.在对多目标成像任务规划中,生成变轨策略集,并利用遗传算法求解任务规划问题...     

天基合成孔径系统的光学特性

针对国内外天基合成孔径系统光学特性研究中忽略轨道运动规律的问题,该文开展了基于轨道运动学规律的天基合成孔径构型设计和光学特性研究。通过对星间相对运动方程解析解的分析,设计了同轨道面和不同轨道面两种不同构型的天基合成孔径系统方案,并进行了对比分析。结合具体构型,通过对基线覆盖率和调制传递函数(MTF)两个核心光学性能的研究,提出了旋转分时成像方法解决稀疏孔径MTF分布缺陷问题。仿真结果显示:通过"4个子卫星+1个主卫星"构型10次旋转成像叠加,可以实现某些光学特性与同等尺度单孔望远镜等效的目标。该方法有效解决了传递函数分布问题,在理论上实现了天基合成孔径等效成像。     

空间目标天基光学跟踪可观测性分析

针对天基光学监视跟踪系统可观测性问题,建立了空间目标天基光学监视跟踪模型,引入跟踪滤波误差下限(CRLB)和系统可观测度定义,并提出了瞬时可观测度概念.结合仿真实验对测量条件、观测几何以及系统配置等影响系统跟踪可观测性的因素进行了分析.仿真结果表明,所提出的可观测分析方法能实现对天基光学定位跟踪系统性能的客观有效评定.     

基于TLE数据的空间目标EDR分类及观测需求计算

根据能量耗散率（EDR）的定义及空间目标的大气阻力摄动加速度公式,推导出一种由卫星两行根数（TLE）数据计算空间目标EDR的方法. 该方法无需计算空间目标弹道系数和大气模型,EDR计算误差可在1%以下,并且运算量极小. 此外,通过空间目标相对轨道的协方差矩阵描述空间目标的定轨精度,并结合扩展卡尔曼滤波方程,提出一种计算平面轨道下不同EDR空间目标的定轨精度-观测需求曲线的方法. 仿真验证了EDR计算方法的有效性,并给出了雷达对不同EDR分类的目标观测时对应的定轨精度-观测需求曲线. 结果表明当观测稀疏时,目标轨道预报误差正比于EDR,而观测较多时,会有观测饱和现象.      

双层协同对地观测卫星星座设计

针对日益增长的卫星对地观测需求,提出了一种双层卫星星座设计方案.首先,分析了我国目前对地观测卫星的覆盖性能,以时间分辨率和空间分辨率作为对地观测星座的评价指标;然后,通过优化卫星轨道高度,得到满足任务要求的最优轨道;最后,通过设置轨道相位使得整个星座构成全连通链路,单个地面站与卫星相连便可以与整个星座相连,从而摆脱了对中继卫星的依赖.该方案充分结合了中轨星座时间分辨率高、低轨星座空间分辨率高的优点,相对于传统的单层卫星组网方案,双层星座能够以高空间分辨率和时间分辨率对全球任意目标1 d观测多次,并实现遥测指令与观测数据的实时传输.     

对地观测中心成功接收并处理RADARSAT-2卫星数据

对地观测与数字地球科学中心 10月14日18时38分,中国科学院对地观测与数字地球科学中心成功接收了RADARSAT-2卫星向我国发送的第一轨数据,这标志这我国在接收国际民用高分辨率合成孔径雷达卫星数据方面又向前跨进了一大步。数据随即由位于密云县的卫星接收部通过高速网络传送到北京,并实现了高质量的成像处理。     

基于贪婪算法的卫星区域观测摆角方案选择方法

针对多颗成像侦察卫星对区域目标进行观测的摆角方案优化选择问题,利用先预处理再建模的思路实现优化建模.在模型求解阶段,利用贪婪算法的思想,设计相应的贪婪规则实现模型的优化求解.实例证明本方法可以得到较好的摆角方案.     

基于导航信号的空间目标无源探测系统性能研究

研究了一种基于导航卫星的无源探测系统,系统以现有的美国全球卫星导航系统(GPS卫星)作为辐射源,主要利用天基接收机接收来自空间目标的回波信号和直达波信号,对空间飞行器进行探测和定位,实现早期预警和监视。本文主要分析了基于天基接收系统的空间配置和探测性能,并给出相应的建议。     

卫星对地观测任务启发式自主规划算法研究

传统的卫星对地观测任务调度依赖于地面控制中心离线生成执行计划,为将规划权与地面控制中心解耦,实现卫星对任务及时和自适应规划,本文通过对观测任务的分析,结合小卫星姿态转换能力强以及拥有计算单元的特点,对卫星观测动作以及约束条件做了合理抽象与简化,建立了问题模型,提出了一种适用于小型卫星调度观测任务的启发式自主规划算法HIPA,算法对于每个任务进行资源消耗计算并给出是否可被观测的结果.通过在不同资源条件限制情况下、不同数量的任务样本集上设置的系列对比实验表明,本文所设计的启发式自主规划算法求解性能更好,可最大化利用卫星资源在最短时间内得到规划序列,可有效提高卫星的观测效率.     

卫星观测预报的条件

作者利用轨道几何关系 ,推导出卫星观测预报的地影约束条件方程 ,并给出了各圈卫星可被看到的范围 .研究结果可应用于卫星轨道设计 .     

基于星间光学测量的多星联合定轨

目的为了节约测控资源。方法采用天地基测量的卫星星座联合轨道确定,同时阐述了基于星间光学测量的多星精密轨道确定的关键技术,给出了星间光学测量模型及对应的偏导数计算公式,分析了多星联合定轨所面临的主要问题及应对的解决方案。结果实现了真正的多星同步轨道积分。结论对天基监测的非合作目标卫星轨道确定进行了计算分析,为天地基一体化联合多星定轨提供了基础。     

中国高分辨率对地观测系统卫星概况、特征及应用

高分系列卫星的成功研发、发射和应用标志着我国遥感技术与卫星工程发展的再次飞跃,标志着我国卫星遥感能力的国际影响力进一步得到提升。高分系列卫星极大丰富了我国自主对地观测的数据源,为国产高分遥感数据的应用提供了有力保障。鉴于此,本文依据近年来大量相关文献对已发射的高分系列卫星,从卫星概况、卫星特征与应用等方面进行总结概述与分析。最后对高分系列卫星的发展与应用作出了展望。     

GEO卫星机动后的星历快速恢复方法

GEO卫星可用于导航卫星,存在一个重要的问题是：GEO卫星机动较为频繁,卫星机动力不易建模．基于转发式测轨数据,常用的动力学统计定轨方法在无机动力的巡航状态下可以获得很高的精度,但当机动发生后,预报轨道将很快失效,一直到机动结束后较长时间内星历都不能有效使用．为改善这种状况,我们研究机动后星历的快速恢复方法．首先使用高精度转发式测轨数据,分析了GEO卫星机动情形下的运动规律．然后在卫星机动结束并进入巡航状态后,使用密集的短弧段观测数据,把公共系统偏差、各站系统偏差等作为常数,主要解算6个轨道根数,用统计定轨方法进行轨道预报,减少解算参数提高预报精度,实现卫星星历的快速恢复．结果表明：在目前的转发式测轨网布站情形下,对鑫诺一号卫星,利用15min数据预报2h,轨道精度（O-C）约为5m;利用30min数据预报2h,轨道精度（O-C）约为3m．     

精化地球重力场模型中SST距离的观测方程

在卫星受摄运动分析的基础上，给出了在利用卫星跟踪卫星(SST)精化地球重力场模型中，SST卫星之间距离的观测方程，实际上是地球引力位的一阶导数。     

卫星编队飞行指向跟踪姿态控制

卫星编队飞行的应用之一是受控卫星在目标卫星、空间站、载人飞船周围以“编队飞行”的形式相伴飞行,对目标进行观测或者执行更多的操作。该文研究这种应用中的姿态控制问题。假设两个飞行器的轨道信息已知,由轨道信息确定实现姿态跟踪调节所需的一种可能的期望姿态,给出了解析表达式,包括姿态角、姿态角速度及角加速度。采用基于四元数的控制律,用3个动量轮实现了卫星长时间、大角度姿态跟踪机动。仿真结果显示,在超过一个周期的仿真时间内,姿态及姿态角速度与期望姿态的吻合程度比较好,而且力矩的花费也不是太大。     

面向洪水灾害遥感监测的多星观测调度方法

洪水灾害是当今世界上最严重的自然灾害之一,对其进行科学有效的监测是科学防灾减灾的基础,也是目前国内外学者研究的热点和难点问题。将点目标及区域目标按照卫星观测机会分解成元任务,设计了一种改进模拟退火算法进行求解。实例验证了方法的有效性。     

三维纯方位目标跟踪的可观测性需求分析

在三维环境下,分别研究了匀速直线运动目标、匀加速运动目标及一阶延迟目标加速模型的可观测需求.构造了伪测量方程,应用线性系统理论可观测的Grammian判据,避免了复杂的非线性微分方程求解,并且可以处理更为一般的目标机动情况,而不局限于N阶目标动态模型.通过可观测充分必要条件的分析表明,一些类型的观测器机动不满足可观测条件;对于一阶延迟目标加速模型,观测器加速度阶次不必高于目标加速度阶次,这与以前的研究结论是不同的,文中所采用的方法对一般的纯方位测量问题也是有效的.     

自适应光学技术在天文观测中的研究进展

自适应光学技术克服大气湍流的干扰,使大口径光学望远镜的角分辨率不再受限于大气相干长度,成像接近光学系统的衍射极限.自适应光学技术在波前探测、校正和提高成像视场等方面的不断进步,极大地促进了天文学的发展.目前,天文观测中的自适应光学技术按应用主要分为三类:传统的大视场高分辨率天文观测、系外行星观测和太阳观测等.它们对自适应光学技术的要求各不相同,本文分别对自适应光学技术在这三方面的应用和其他关键单元技术的进展,进行了详细的总结与展望,这些对未来我国发展大口径自适应光学望远镜有参考价值.     

我国成功发射高分二号卫星

8月19日11时15分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分二号卫星,卫星顺利进入预定轨道。此次任务还搭载发射了一颗波兰小卫星。高分二号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项首批启动立项的重要项目之一,是目前我国分辨率最高的光学对地观测卫星,具有米级空间分辨率、高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力,主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、林业局,同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。     

巨烈磁暴对全球GNSS观测信号的影响

介绍了一种GNSS L₁和L₂信号及测距码失锁率统计计算方法,并考察了不同卫星高度角对失锁率计算结果的影响.利用全球GNSS观测数据,分析了第23太阳活动周发生的两次巨烈磁暴期间GNSS观测信号的质量.结果表明:巨烈磁暴发生期间GNSS L₁和L₂信号及P₁和P₂码失锁率较平静日均显著增加,信号失锁主要发生在磁暴主相及恢复相前期.L₂失锁率明显高于L₁且失锁持续时间更长,表明L₂比L₁更易受到磁暴影响.GNSS 信号失锁率与磁暴指数SYM-H的高相关性表明信号失锁率的异常增加由巨烈磁暴所驱动.研究成果可为我国北斗卫星导航系统全球信号质量评估提供方法支持.