自主运行分布式卫星组织分析与设计方法

分布式卫星自主运行是航天领域一个崭新的发展方向。将自主运行的分布式卫星视为复杂适应系统，并将组织理论用于系统的分析和设计，给出组织结构、组织、角色等概念的形式化描述，简要介绍自主运行分布式卫星的组织结构，并提出一种面向结构的组织分析与设计方法。结合编队构形变换任务的具体实例，介绍了该方法的主要思想和基本步骤。研究表明，该方法可在保证系统柔性的同时有效控制系统复杂性，为自主运行分布式卫星的分析与设计提供有益的指导。     

High-precision orbit prediction and error control techniques for COMPASS navigation satellite

A new satellite orbit prediction method based on artificial neural network （ANN） model is proposed to improve the precision of orbit prediction. In order to avoid the difficulty of amending the dynamical model, it is attempted to use ANN model to learn the variation of orbit prediction error, and then the prediction result of ANN model is used to compensate the predicted orbit based on dynamic model to form a final predicted orbit. The experiment results showed that the orbit prediction error based on ANN model was less than that based on dynamical model, and the ent satellites and different improvement effects for differtime were different. The maximum rates of improvement of predicting 8, 15, 30 d were respectively 80 %, 77.77 %, 85 %. The orbit prediction error control technique based on the method of back overlap arc compare was brought forward to avoid the risk that the precision of predicted orbit is even worse after it is compensated by ANN model. The phenomena of failure were basically eliminated based on this technique, and the rate of failure was reduced from 30 % to 5 %. This technique could ensure that the engineering application of ANN model could come true.     

HJ-1光学卫星应用潜力

根据HJ-1光学卫星技术参数,从技术可用性、数据可用性两个角度,全面分析HJ-1A、HJ-1B卫星的数据获取情况及应用潜力。研究表明,HJ-1星座光学卫星具备直接获取中国和周边国家对地观测数据的能力,可满足全球范围内紧急情况下的应急观测需求;高时间分辨率、高光谱分辨率、中高空间分辨率的数据特点,可基本满足中国及周边国家环境监测与灾害管理方面的主要应用需求,在其他领域也具有广阔的应用前景。     

重力卫星串联编队仿真分析

现有重力卫星任务存在时空分辨率不足、时空混频以及重力场信号各向异性等局限性.分别对重力卫星串联编队的轨道高度、轨道倾角、星间距离等指标进行仿真分析,就重力卫星串联编队星座模式对重力场时空分辨率的影响进行了数值分析.结果表明,卫星轨道高度的选择需要兼顾重力场信号衰减和卫星寿命等因素,以维持在300～400 km为优;轨道倾角选择应充分考虑极空白问题的影响,极空白区大小不宜超过6°;星间距离大于250 km时,重力场精度的提升并不明显,重力卫星串联编队星间距离设为50～100 km为优.重力卫星串联编队星座模式可同时有效提升地球重力场时空分辨率,实现时变重力场的各向同性探测.     

高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用

高分系列是国家高分辨率对地观测系统重大专项首批研制的卫星,标志着中国民用遥感卫星进入亚米级“高分时代”。为更好地拓展高分卫星数据在生态环境监测中的应用,笔者利用太湖北部地区GF-1和GF-2多光谱遥感影像,分析了高分影像的基本特征及其在生态环境监测中的应用情况。研究发现:①经大气校正后,同时间的GF-1和GF-2在多光谱影像的基本特征、主成分变换和相关性分析结果上具有较好的一致性,可用于联合观测,将对生态环境变化的监测产生积极的作用; ②通过对比分析原始波段、NDVI、NDWI、PCA等特征信息,GF系列卫星对观测区域的林地、水体和建设用地等特征地物具有较好的敏感性,但较低的光谱分辨率影响了其在蓝藻水华和陆域植被的精细化监测能力。     

红外预警卫星对地覆盖区域近似计算模型

以反导作战时红外预警卫星对地监视覆盖区域计算为需求,结合卫星平台和星载相机的特点,运用点集间投影和映射的思想,首先推导了地球同步轨道卫星对地进行圆锥 旋转扫描与推扫时的覆盖区域模型,运用坐标转换方法,进一步建立了低轨卫星对地扫描覆盖区域模型;提出了一种地球同步轨道卫星对地进行凝视覆盖的新工作模式;给出了临边覆盖的判定条件。仿真实例表明,该模型能有效计算高低轨红外预警卫星对地监视覆盖区域,能为预警卫星探测与跟踪弹道目标提供有力的技术支撑。     

基于控制总线的内编队控制系统仿真实验设计

通过在内编队控制系统仿真实验设计中引入控制总线,实现了从仿真模型建立到模型接入总线的仿真实验,并在仿真实验设计中利用控制总线的特点,设计了总线数据实时符号化显示方案,实现对总线数据的实时监控和符号化显示,完成了对总线数据的实时统计和分析。对内编队卫星稳定工作状态的仿真实验结果表明,基于总线的实时可视化仿真使得对卫星控制系统性能仿真的实验验证过程更加直观高效,为开展内编队卫星控制系统性能仿真和控制方案设计提供了平台。     

基于CARTWHEEL构型的小卫星星座有效基线分析

编队小卫星有效基线分析是编队小卫星SAR系统性能分析的关键,提出了针对Cartwheel编队构型的精确基线分析方法.将小卫星星座绕飞轨迹Hill方程与地球自转相结合,综合考虑两者的影响,精确的对Cartwheel构型星座有效基线进行仿真计算,并且对星座在不同轨道位置的基线偏差进行了分析.     

挠性卫星姿态快速稳定智能控制

针对挠性卫星本身存在的参数不确定性和外部扰动的控制问题,设计了以径向基函数神经网络和小脑神经网络为基础的复合变结构智能控制器.该控制器利用变结构控制系统对被控对象的模型误差、参数变化及外扰等的不敏感性的优点,再结合神经网络能够迅速逼近未知函数、泛化能力强的特点,可以适应挠性卫星参数不确定性和抑制外加干扰,实现对挠性卫星的有效控制.仿真结果表明复合控制能够提高卫星姿态的稳态精度和快速性.     

GPS/BDS/GLONASS组合系统相对定位选星算法

通过分析多系统相对精度衰减因子(RDOP)与选星数的关系,借鉴选星前后几何精度衰减因子(GDOP)差值随选星数变化的负指数衰减模型,利用从苏州获取的卫星数据,对选星前后的RDOP差值与选星数的关系进行了分析。根据可见星的空间分布规律,提出了一种基于卫星高度角和方位角进行分区筛选的快速选星算法;并利用从河南获取的卫星数据对该算法进行了验证。结果表明,该算法具有良好的稳定性,相比于最小RDOP法,以损失少量的精度换取了计算量大幅度的减少。