未来“拼”星去太空

小卫星在各领域得到广泛应用,从单颗小卫星,到小卫星星座和分布式小卫星系统编队飞行,从小卫星采用全新的推进剂等先进的技术,到采取创新的设计思想,未来小卫星将有优于大卫星的功能和成本效益,其发展前景将无法估量。未来小卫星技术发展原则科学家预测,小卫星的未来发展将有十大原则:一、更换小卫星信息结构,时刻保持和快速发展的信息与计算机技术同     

2014年国外小卫星回顾

<正>2014年,全球小卫星(本文中提及的小卫星专指发射质量低于500kg的卫星)活动延续了2013年高速发展态势,年度发射总数再创新高,小卫星能力再上新台阶,小卫星应用再创新模式。同时,小卫星继续发挥航天技术创新的引领作用,国外依托小卫星开展了大量前沿技术和创新概念在轨飞行验证项目。     

芯片大小的卫星

芯片大小的卫星随着微电子技术和小卫星技术的进一步发展，未来将出现象计算机芯片那样大小的卫星。设计这种“芯片卫星”的思路是，将卫星的部件和仪器进一步微型化，使其能集中到一块集成电路或一块芯片上。空间时代初期，卫星只有几公斤重。从６０年代到８０年代，运载...     

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□□随着微型电路和纳米技术的发展 ,地球人造卫星也在向微小卫星的方向发展。美国和其他国家的若干大学和实验室正在研制用微小卫星来进行无线电通信和科学探测 ,美国军方也在发展军用微小卫星。那么卫星小到什么程度就可以称为微小卫星呢 ?现还没有一个精确的定义 ,只有一个大致的说法。一般说来 ,质量在 1 0 0 kg以下的卫星都可以称为微小卫星 ,当然质量越小就越难制造。因为微小卫星的尺寸小 ,有时也称为纳米卫星。这种卫星一般在靠近地球的轨道上飞行。国外在近期将主要研制 1 0 kg左右的卫星 ,从现在起经 1 0年～ 2 0年 ,我们将能看到…     

小卫星的前世今生

"增一分太长,减一分太短。"工程技术和科学、艺术一样,其发展的最终目标是追求简洁的完美。现代小卫星的出现,说明空间技术正沿着"简化性和完善性"这条规律向前发展。现代小卫星具有质量轻、成本低、体积小、性能高、机动性好、研制周期短和应用方面采用分布式系统等一系列的优点。人们预测:小卫星发展将引起空间技术和应用发生一场重大变革。     

2015小卫星技术交流会征文通知

<正>为更好地促进我国小卫星技术、管理及应用领域的创新和发展,中国宇航学会、航天东方红卫星有限公司、小卫星及其应用国家工程研究中心,拟于2015年6月在京联合召开"2015年小卫星技术交流会",会期一天。会议由航天东方红卫星有限公司承办,《航天报》、《宇航学     

2013年(第二届)小卫星技术交流会征文通知

为了推动小卫星领域技术的创新和发展,秉承市场化、产业化、国际化、现代化的发展理念,航天东方红卫星有限公司拟于2013年10月召开以"创新与未来"为主题的"2013年(第二届)小卫星技术交流会"。本次会议由航天东方红卫星有限公司主办,《国际太空》、《卫星应用》、《中国空间科学技术》、《航天器工程》协办。现将征文具体事项通知如下:     

NASA的小卫星计划

“刘易斯”（Ｌｅｗｉｓ）和“克拉克”（Ｃｌａｒｋ）是ＮＡＳＡ制订的名为“小卫星技术发展计划”（简称小卫星计划）首批卫星中的两颗小卫星的名称，这两颗小卫星属于新型低成本用先进卫星，ＮＡＳＡ研制这两颗小卫星的目的是为了探索发展美国商用卫星新技术。１９９４年９月８日，ＮＡＳＡ与ＴＲＷ公司和ＣＴＡ公司签订了这两颗小卫星的研制合同。ＴＲＷ公司承包的Ｌｅｗｉｓ小卫星合同价值５９００万美元，ＣＴＡ公司承包的Ｃｌａｒｋ卫星合同价值４９００万美元，两颗小卫星均将用于验证商用小卫星的新技术和遥感科学。Ｌｅｗｉｓ和Ｃ…     

小卫星井喷为哪般

<正>2014年3月31日,我国长征二号C火箭成功将实践十一06星送人太空。这是东方红卫星有限公司2001年成立以来研制、升空的第42颗小卫星,总数超过了著名的英国萨瑞卫星技术有限公司33年来研制、升空的小卫星数量(41颗)。东方红卫星有限公司是目前世界上最大的小卫星研制试验企业。4月18日,美国"猎鹰"9火箭顺利发射"龙"货运飞船和5颗长宽高均为10厘米的立方体卫星,其中包括一颗以智能手机为核心的"手机卫星"。它们将在太空运行约90天,然后坠向地球并在大气层中焚毁。回顾2013年,全球一共成功发射了208个航天器,大幅度超过了1990年173个的历史最高纪录,成为航天     

现代小卫星与纳卫星技术发展(4)

5 纳卫星技术发展对策 □□根据我国国情和纳卫星所含技术优势，结合这几年来国际上对纳卫星开发研制所取得的成果与经验，现将笔者关于我国纳卫星技术发展对策（包括发展纳卫星的关键技术）概述如下。 5.1 以微米/纳米技术推动纳卫星的发展 在各种空间和时间尺度内，近10～20年来，自然科学和工程技术发展的一个非常重要趋势是朝微型和超微型化迈进，一个重要的原因是因为对传统尺度（人类自身所能感知的空间和时间尺度）上的物理现象及其规律已得到充分认识和应用。人类为了追求继续快速发展，把智慧和注意力逐渐转向那些发生在小尺寸和…     

移动通信卫星经济性分析

由小型近地轨道卫星组成星座,实现移动通信服务,是卫星通信发展的重要方向。近地轨道卫星和地球静止轨道卫星用作移动通信卫星网,各有其优缺点。文章从经济性角度对两类卫星网进行了比较,重点是对不同高度的轨道(包括低、中、地球静止)的移动通信系统的空间部分成本——卫星星座的研制成本与发射成本进行分析比较,给出了具体的运算公式和计算结果。其结论是:轨道高度越低,卫星网的成本越高;地球静止轨道卫星网的成本最低。但是,决定是否发展小型近地轨道通信卫星网,不能仅考虑经济因素,还要考虑对技术进步的推动作用。     

对地观测DSS任务分配问题的CSP模型与算法

任务分配是对地观测分布式卫星系统(Distributed Satellites System, DSS)自主协作运行过程中的一个重要环节. 针对任务分配中的约束满足问题(Constraint Satisfaction Problem, CSP), 以DSS完成任务总耗能最少为原则, 构建了任务分配问题的CSP模型, 并引入MAS理论中的合同网协议, 给出模型的求解算法, 通过仿真算例对模型和算法进行了验证.      

基于TLE的Starlink星座第一阶段部署情况分析

近年来,随着卫星技术的快速发展和低轨（low earth orbit,LEO）卫星宽带互联网建设需求的不断增加,低轨大规模星座发展日新月异。针对Starlink星座初始化部署问题,首先论述了“星链”（Starlink）星座现状,分析在轨卫星高度变化。然后利用公开的两行轨道根数（two-line element,TLE）,从卫星发射入轨、轨道面分布两个方面,简要分析了Starlink星座的部署情况,给出升交点的变化规律;同时仿真分析了Starlink星座对地面的覆盖性能。最后,给出星座轨道面和相位分布、故障卫星处置以及可见卫星数量。所分析的结果以期为中国未来部署大规模LEO星座的建设提供借鉴。     

Jitter reduction of a reaction wheel by management of angular momentum using magnetic torquers in nano- and micro-satellites

Nowadays, nano- and micro-satellites, which are smaller than conventional large satellites, provide access to space to many satellite developers, and they are attracting interest as an application of space development because development is possible over shorter time period at a lower cost. In most of these nano- and micro-satellite missions, the satellites generally must meet strict attitude requirements for obtaining scientific data under strict constraints of power consumption, space, and weight. In many satellite missions, the jitter of a reaction wheel degrades the performance of the mission detectors and attitude sensors; therefore, jitter should be controlled or isolated to reduce its effect on sensor devices. In conventional standard-sized satellites, tip-tilt mirrors (TTMs) and isolators are used for controlling or isolating the vibrations from reaction wheels; however, it is difficult to use these devices for nano- and micro-satellite missions under the strict power, space, and mass constraints. In this research, the jitter of reaction wheels is reduced by using accurate sensors, small reaction wheels, and slow rotation frequency reaction wheel instead of TTMs and isolators. The objective of a reaction wheel in many satellite missions is the management of the satellite’s angular momentum, which increases because of attitude disturbances. If the magnitude of the disturbance is reduced in orbit or on the ground, the magnitude of the angular momentum that the reaction wheels gain from attitude disturbances in orbit becomes smaller; therefore, satellites can stabilize their attitude using only smaller reaction wheels or slow rotation speed, which cause relatively smaller vibration. In nano- and micro-satellite missions, the dominant attitude disturbance is a magnetic torque, which can be cancelled by using magnetic actuators. With the magnetic compensation, the satellite reduces the angular momentum that the reaction wheels gain, and therefore, satellites do not require large reaction wheels and higher rotation speed, which cause jitter. As a result, the satellite can reduce the effect of jitter without using conventional isolators and TTMs. Hence, the satellites can achieve precise attitude control under low power, space, and mass constraints using this proposed method. Through the example of an astronomical observation mission using nano- and micro-satellites, it is demonstrated that the jitter reduction using small reaction wheels is feasible in nano- and micro-satellites.     

卫星多波束天线综述

卫星通信的发展及对卫星通信的容量和效率要求的不断提高,导致了卫星多波束天线的出现。文章对目前使用的阵馈单反射面多波束天线,成形反射面多波束天线,有源多元阵多波束天线及镜像多波束天线的结构、分析方法、适用范围等进行了综述,并给出了相应的例子。     

Ocean Observation from Haiyang Satellites

In 2018, China successfully launched three new Haiyang (which means ocean in Chinese, referred to as HY) satellites which are an ocean color observation satellite HY-1C (operational), an ocean dynamics environment satellite HY-2B (operational) and the China-France ocean satellite CFOSAT (experimental). In 2019, all the three satellites had finished their commissioning phases and were declared operational. HY-2A satellite continues to operate in-orbit, and its operational status is basically normal. So in 2020, China has 4 Haiyang satellites in-orbit, China's ocean satellites enter into a new operational application phase. The operation of the ground application system of Chinese ocean satellites is stable. In 2019, Beijing, Hainan, Mudanjiang, and Hangzhou ocean satellite ground stations had received the data of HY-1C, HY-2A, HY-2B, and CFOSAT 5012 orbits and 26.46 TB data had been distributed to both domestic and international users. Chinese ocean satellite data has played an important role in marine disaster prevention and mitigation, development and management of marine resources, maintenance of marine rights and interests, marine environment protection, scientific researches, and blue economy development.      

遥感卫星传感器的重复观测能力计算

遥感卫星传感器的重复观测能力是体现卫星系统动态监测能力的重要指标之一. 通过分析卫星星下点成像和侧视成像时的重访条件, 给出了卫星可能实现重访的轨道计算方法, 同时以HJ-1A/1B卫星(环境与灾害监测预报小卫星星座的光学星)为例, 给出了特定地区可以实现重访的优选轨道, 并讨论了由两颗卫星组成的卫星星座对重访的影响, 以及纬度对重访的影响.      

小卫星编队飞行及其轨道构成

由若干颗小卫星编队飞行组成一个分布式卫星 ,其功能相当或超过一颗大卫星 ,也称为虚拟卫星 ,这将开拓小卫星一个完全崭新的应用领域。文章首先论述编队飞行概念和轨道构成 ;其次讨论虚拟卫星可能的应用实例。     

国外高分辨率对地成像观测系统现状与发展趋势

分析了国外以光学、雷达、高光谱载荷为主的高分辨率对地成像观测系统的现状和发展趋势,旨在为我国新一代高分辨率对地观测系统提供参考。研究表明：随着微纳卫星、高性能载荷、人工智能等关键技术的快速发展和应用,国外规划的新一代对地观测系统以智能小卫星集群为主,卫星平台研究集中于高性能微纳卫星、软件定义卫星、小卫星群组;载荷研究在提高载荷时间、空间、光谱分辨率的基础上,智能化、一体化、轻小型化是未来的发展趋势。     

基于帝国竞争优化的双目标综合决策选星算法

全球卫星导航系统（GNSS）的应用前景已经得到世界各国的普遍承认,其应用领域也趋于多样化,在此背景下,卫星接收机也要求其具有更快的解算速度和可靠的精度。针对目前多数接收机的选星算法都是固定选星数目从而限制算法机动性的问题,提出基于帝国竞争优化算法（ICA）的双目标综合决策选星算法。为了更好获取几何构型较好的卫星星座,引入可见卫星的卫星仰角和方向角先验信息,进行先验性约束,通过构建几何精度因子（GDOP）以及选星数目2个目标,进行综合决策的快速选星,提高了选星的灵活度,并且在满足用户精度的要求下减轻了多星座卫星接收机的计算负担。通过仿真实验和实测数据对双目标综合决策选星算法验证的结果表明:所提算法在高度截止角5°下引入先验性约束条件后平均选星数目在仿真数据和实测数据中缩减率分别为51.8%和45.4%,平均GDOP值较无约束下分别减少0.209 2和0.248 4。同时,所提算法单次选星平均耗时分别为0.168 4 s和0.303 1 s,与遍历法的选星耗时4 s相比,提高了95.79%和92.42%。