对地观测小卫星星座长期任务规划求解技术

针对小卫星星座的成像特点和约束特性,建立长期任务规划数学模型。将该模型分解为初始轨道分配和冲突消解两阶段进行求解：首先将初始轨道分配问题映射为图的k-GCP模型,并提出了贪婪顶点序列着色算法进行分配;然后采用区间变量表示成像时间,根据区间变量间的时间关系对影响任务拓扑排序,设计了一种基于深度优先搜索的任务规划算法进行冲突消解。算例表明,该方法能够在满足时效性的前提下解决小卫星星座的长期任务规划问题。     

基于空间几何模型的遥感卫星任务分解算法

遥感卫星调度问题包含资源约束和任务约束,约束条件比较复杂,在调度前需要将观测任务分解为能被调度算法处理的元任务。任务分解的核心是计算卫星观测目标的时间窗口和侧摆角,由于区域目标无法被单次完全观测,在进行分解时需要将其划分为若干个子区域。针对点目标,提出了一种基于空间几何模型的任务分解算法,在此基础上结合动态划分方法,提出了区域目标任务分解算法,并分析了区域划分参数与观测效率的关系。实验结果验证了算法的有效性。     

高分二号卫星影像融合方法与效果评价

高分二号(GF-2)是我国高分辨率对地观测系统重大专项中的首颗"亚米级"卫星,极大地提高了我国高空间分辨卫星影像的自给率。遥感影像融合是高分辨遥感处理和应用的关键流程,选择北京、大连和福州地区GF-2影像,采用彩色标准化变换(Brovey)法、相位恢复(Gram-Schmidt)法、色度空间变换(HSV)法、主成分变换(PCA)法和超分辨率贝叶斯(Pansharp)法共5种融合方法对实验区影像进行融合实验。首先对5种融合结果进行目视效果评价,然后构建了标准差、信息熵、平均梯度、相关系数和扭曲程度5个指标对融合结果进行定量评价。结果表明:Pansharp法在图像信息、细节以及光谱都具有较好的保持效果,Gram-Schmidt和PCA次之,HSV和Brovey色彩失真较明显,该结论可为GF-2卫星影像科研和工程应用提供参考。     

Differential Coherent Algorithm Based on Fast Navigation-Bit Correction for Airborne GNSS-R Software Receivers

Signals from the Global Navigation Satellite System (GNSS) scatter over the sea surface resulting in relatively low Signal-to-Noise Ratios (SNR). A differential coherent algorithm is given here to improve the SNR and reduce the performance degradation due to the Squaring-Loss and the navigation-bit effect. The algorithm uses fast navigation-bit correction for Delay-Doppler Maps (DDM) in airborne Global Navigation Satellite Signal Reflectometry (GNSS-R) software receivers. The system model is introduced with an analysis of the statistical properties with simulations to support the theoretical analysis. Field experiments with real airborne receivers then demonstrate the effectiveness of this algorithm. Comparisons with test results show that this algorithm offers a significant SNR gain over conventional algorithms.     

成像卫星集成调度的变邻域禁忌搜索算法

探讨了一类涉及多星、多地面站的成像卫星系统集成调度问题,要求从可能过度订购的卫星观测需求中,选择一个能够无冲突完成的任务子集,并为相应的观测和数据下传活动安排资源和时间,以最大化对所有用户需求的总体满足程度.建立了该问题的变体形式车辆路线问题模型,设计了改进型和调整型两类邻域结构,并提出了一种变邻域禁忌搜索算法.通过交替使用两类邻域结构,增强了算法对解空间的探索能力和规避局部极值的能力.测试算例的计算结果和与其它算法的比较表明,该算法能够在相近的计算时间内显著改善求解质量.     

Landsat 5 TM数据辐射定标

Landsat 5卫星自1984年3月1日发射以来已成功运转24a,在Landsat 5 TM的数据处理历史中,为提高辐射定标精度,美国地质调查局(USGS)分别在2003年5月和2007年4月对其辐射定标算法进行了两次更新,新算法采用基于查找表的定标算法,和Landsat 7 ETM 的定标算法相似。但是目前在遥感定量应用中对TM数据的辐射定标问题存在混乱状况,影响了定标精度。针对此状况,对Landsat 5 TM数据辐射定标问题进行了系统介绍,重点分析了定标算法变化情况,为正确进行Landsat 5 TM数据辐射定标提供参考。     

中国沿海和内陆强震前地表潜热通量异常特征

地表潜热通量(SLHF)是反映地表蒸发能量大小的大气参数。国外学者分析近年若干沿海地区的强震时发现,沿海强震震中附近在震前出现了潜热通量异常,而远离海域的内陆地震并未出现潜热通量异常。本文以近10年发生在中国的1次沿海强震和3次内陆强震为例,进行了震前SLHF异常的时空特征分析,发现震前3～10d,震中附近均出现了SLHF异常。该异常主要分布在震中及其周围地区,且与区域内的主要活动构造带走向一致。因此,SLHF异常可以成为一种有价值的大地构造活动性遥感监测指标,并为中国沿海和内陆地区强震提供有用的临震前兆信息。     

Direct assimilation of satellite radiance data in GRAPES variational assimilation system

Variational method is capable of dealing with observations that have a complicated nonlinear relation with model variables representative of the atmospheric state, and so make it possible to directly assimilate such measured variables as satellite radiance, which have a nonlinear relation with the model variables. Assimilation of any type of observations requires a corresponding observation operator, which establishes a specific mapping from the space of the model state to the space of observation. This paper presents in detail how the direct assimilation of real satellite radiance data is implemented in the GRAPES-3DVar analysis system. It focuses on all the components of the observation operator for direct assimilation of real satellite radiance data, including a spatial interpolation operator that transforms variables from model grid points to observation locations, a physical transformation from model variables to observed elements with different choices of model variables, and a data quality control. Assimilation experiments, using satellite radiances such as NOAA17 AMSU-A and AMSU-B （Advanced Microwave Sounding Unit）, are carried out with two different schemes. The results from these experiments can be physically understood and clearly reflect a rational effect of direct assimilation of satellite radiance data in GRAPES-3DVar analysis system.     

卫星主动控温回路的设计模型与算法

使用电加热器的卫星主动控温回路是一种重要的主动热控措施,通过简明扼要的机理分析建立起该主动控温过程中受控对象温度变化的动态方程,得出了稳态控温、瞬态控温两种基本的控温模式下主动控温回路电加热器功率需求的计算表达式,给出了进行主动控温回路电加热器热功率设计计算的一般流程,较详细地分析了一个具体设计算例,为卫星主动控温回路设计计算提供了简便的计算模型和方法。     

GPS卫星钟差分析、建模及仿真

卫星钟差是卫星导航系统中的一项重要误差源,本文根据IGS观测数据分析GPS卫星铷钟和铯钟的噪声特性,并对星钟误差进行建模和仿真.首先采用修正Allan方差表征和分析了GPS卫星上不同种类原子钟随机噪声的时域特性;然后基于最小二乘分段拟合确定了卫星钟差确定性分量的时差、频差、线性频漂参数值;对于多项式拟合后的残差部分,利用随机噪声幂律谱模型建立了随机性分量误差模型;最后利用修正Allan方差反演的方法模拟产生了各噪声分量的独立随机序列并进行合成;对合成序列与原始数据进行了对比分析以验证本文所提出建模与仿真方法的正确性.