卫星多波束天线赋形波束的最优化计算

主要介绍了卫星多波束天线的基本原理和数学模型 ;说明了卫星多波束天线赋形问题的本质是一个优化问题 ;用两种可行有效的优化方法——最小 p乘法和最小最大法分别对矩形区域和中国本土进行了赋形 ,并在最后分析了两种算法的优缺点     

对地观察卫星赋形反射面数传天线设计

根据几何光学原理对近地轨道卫星地球匹配波束赋形反射面进行了设计 ,在此基础上利用物理光学近似估算该反射面的二次辐射方向图和增益 ,并以地球匹配波束为目标函数对赋形反射面进行了优化。在进行反射面赋形设计时提出了两种端值条件 ,并对其进行了数值仿真和比较。同时对如何减少第一端值条件下馈源影响进行了有益的研究。     

基于多目标优化的微纳卫星群姿态控制

在微纳卫星群姿态控制中,要求多个卫星相互协同,能够快速达到期望的目标姿态,同时要求能耗最小.本文提出微纳卫星群姿态控制的多目标优化模型,以同时优化卫星姿态的角度误差和降低能耗2个性能指标函数.基于MATLAB用弹性约束法求解该优化问题,得到了多目标优化的帕累托前沿,并给出了其相应的卫星姿态,实现了多个微纳卫星姿态机动控制和协同控制.仿真结果表明本文运用的多目标优化方法在微纳卫星姿态机动控制和协同控制中是有效的.     

引入多Agent协商的协同优化在卫星设计中的应用

卫星设计是复杂的多学科优化问题,协同优化算法具有模块化特点适合于处理多学科优化问题。在对卫星进行多学科优化时发现,现有的协同优化算法为了保证共享变量在系统级和分系统级间的一致性,收敛困难,计算量大,不对分系统自身进行优化不能保证卫星整体性能最优。本文通过引入Agent概念和基于Agent的协商算法,提出了一种基于劝说式多Agent协商的协同优化设计算法。针对对地观测卫星,以总质量最小为目标,建立了包含结构、轨道控制、姿态控制和电源4个分系统Agent和1个系统级Agent的卫星优化设计模型并进行了协同优化设计。研究结果表明:引入Agent协商算法的协同优化算法,可以保证共享变量的一致性;在协同优化算法中增加分系统自身优化模块,可以保证在系统级优化过程中各分系统一直都是最优的。      

遗传算法在编队卫星群轨道机动中的应用分析

卫星群机动是航天器发展的一个方向.针对编队卫星群的Lambert机动问题,采用Gim-Alfriend矩阵建立了包含中心轨道根数和摄动项的群卫星的相对运动模型,设计了转移轨道上的卫星群队形协同保持的脉冲控制策略.应用遗传算法对编队卫星群轨道机动问题进行了优化,优化指标分别为卫星群协同变轨过程中总燃料消耗最少或燃料均衡分配最小.分析了群机动过程中燃料消耗的影响因素.算例结果表明遗传算法可以很好地应用于编队卫星群机动问题.     

低轨大规模卫星星座内部防碰撞安全性分析

针对低轨大规模星座卫星间碰撞安全问题，对星座构型的最大漂移量开展了研究。基于球面三角形理论计算了卫星轨道平面的最小相位差；采用控制变量法对星座构型参数进行研究，分析不同构型参数对星座卫星最小相位差的影响，以及升交点赤经漂移量与最小相位差的关系，提出了基于最小相位差的星座构型参数协同设计方法；基于相对相位分析方法，建立升交点赤经漂移量与相位漂移量随时间变化的函数关系；最后，以Starlink第一期星座为参考对象进行仿真，验证了构型参数协同设计方法的合理性。     

一种兼顾不同轨道姿态的卫星热控优化设计方法

分析了传统卫星的热控设计方案,提出一种能够同时满足太阳同步轨道和倾斜轨道条件的卫星热设计优化方法.基于该优化方法对某卫星在两种轨道条件下进行了热仿真分析,并对太阳同步轨道条件下的卫星进行热平衡试验和在轨验证.研究结果表明,采用该优化方法可减少倾斜轨道条件下卫星热设计的地面试验验证,缩短卫星研制周期并显著节约成本.研究结果可为卫星热控设计优化提供参考.      

非合作目标安全走廊设计及飞越逼近轨迹优化

为提高空间非合作目标近距离逼近轨迹的安全性,同时对接近时间及所消耗燃料进行优化,针对空间失效自旋非合作目标近距离接近问题,给出了失效卫星动态安全走廊,并以飞越逼近方式抵达走廊入口,进一步提出了飞越逼近轨迹优化方法。首先,在建立失效卫星自旋模型的基础上,规划了安全区与禁飞区,提出了2种安全走廊的选择依据。其次,采用飞越逼近作为近距离接近方式,以节约燃料和缩短逼近时间为目标对两脉冲机动模型进行优化,选择3种优化算法得到接近轨迹。仿真结果表明:安全走廊的选择与卫星失效自旋的形式、外形以及接口位置有关;在飞越逼近两脉冲机动模型的优化问题中,采用Fgoalattain算法进行优化处理更具优越性。      

印度遥感卫星计划简介

印度第一颗自行研制的遥感卫星ＩＲＳ－１Ａ于１９８８年３月１７日，用前苏联的东方号运载火箭发射成功。ＩＲＳ－１Ａ运行在高度为９０４千米的太阳同步轨道上，卫星过降交点的时刻为上午１０：２５，为研究不同地区的地球资源，提供了相同的光照条件。卫星星下点轨迹的重复周期为２２天。ＩＲＳ－１Ａ的有效载荷为两种：第１种是以推扫方式工作的线性成像自扫描遥感器（ＬＩＳＳ）。其ＣＣＤ探测器采用２０４８像元的线阵。单台的ＬＩＳＳ－１提供的图像地面幅宽为１４８千米，空间分辨率为７２．５米；第二种成像遥感器有两台：ＬＩＳＳ…     

Ku波段星载四馈源赋形波束天线样机研制

首先介绍了Ｋｕ波段星载四馈源赋形波束天线设计的基本依据和基本限制；重点讨论了电设计方案和关键部件的设计方法；通过比较理论设计和实现结果，证明了研制的Ｋｕ波段星载四馈源赋形波束天线实验样机是成功的；最后提出了型号研制的工作设想。     

应急任务响应时间最优的多星成像规划方法

针对优化多星应急成像任务规划的响应时间问题进行了研究。为避免优先规划应急任务对任务总收益的影响，提出一种优化应急任务响应时间的同时兼顾任务总收益的多星成像规划方法。首先，针对综合考虑应急任务和常规任务的多星成像规划特点，建立两级目标优化的约束满足模型；其次，将模型求解过程分解为任务时间窗选择和单轨动态规划两个部分，基于自适应免疫算法对时间窗选择进行优化，同时设计前向动态规划算法确定卫星单轨最优观测路径；最后，对所设计算法的性能进行了测试，并与其他算法进行了对比。仿真结果表明本文方法能够保证应急任务响应时间最优，并同时具备较高的任务总收益，适合于求解大规模的多星成像规划问题。     

印尼发射第三代通信卫星──竞争亚太卫星通信市场

印度尼西亚于１月３１日成功发射了其第三代通信卫星中的第一颗卫星──帕拉帕-Ｃ１，这就使得设在雅加达的印度尼西亚卫星公司（Ｓａｔｅｌｉｎｄｏ）成为亚太地区满足电信业务需求的有力竞争者之一。帕拉帕－Ｃ１卫星将替代在２月底停止工作的帕拉帕－Ｂ２Ｐ卫星。有关空间电信分析家称，亚太地区上空急需增加卫星，因为早期发射的卫星正在老化，此地区无疑不存在卫星容量过剩的问题。这颗新卫星为Ｓａｔｅｌｉｎｄｏ公司提供了竞争优势，它不仅体积很大，而且比前两代卫星帕拉帕－Ａ和Ｂ的覆盖区域广。帕拉帕－Ｃ１将有３４台转发器：２…     

卫星间激光通信

被称为“半导体激光卫星间试验”（ＳＩＬＥＸ）的两颗卫星之间的高速数字化激光通信，将在１９９６年首次实现。此项试验的发射工作由欧空局（ＥＳＡ）负责。装在两颗卫星上的ＳＩＬＥＸ光学终端将用来论证卫星对卫星之间轨道链路的工作状态，其精度优于１微弧度。这两颗卫星是：法国的低地球轨道遥感卫星Ｓｐｏｔ－４（用阿里安－４运载火箭在１９９４年发射）；欧空局的“阿脱米斯”（Ａｒｔｅｍｉｓ）卫星──高级数据传输和执行技术服务的卫星（它将用阿里安－５运载火箭，于１９９６年发射到地球静止轨道上）。今后世界性通信网络的迫…     

中国返回式卫星的进展

从１９７５年至１９９４年中国研制成功了ＦＳＷ－Ｏ、ＦＳＷ－１和ＦＳＷ－２三种型号的返回式卫星。ＦＳＷ－０卫星９颗发射和返回均获成功;ＦＳＷ－１卫星５颗除ＦＳＷ－１－５卫星返回失败外其余均获成功;ＦＳＷ－２卫星２颗发射和返回均获成功。卫星的起飞质量从ＦＳＷ－０－１的１７９０ｋｇ增加到ＦＳＷ－２－２的２７６０ｋｇ,轨道运行时间从ＦＳＷ－０－１的３天增加到ＦＳＷ－２－１的６天。卫星的服务业务不断扩大,ＦＳＷ－２已发展成为一种兼有应用、空间科学试验和技术试验功能的多用途卫星。     

航天器桁架结构拓扑优化设计

对带有附加结构的卫星主桁架结构进行了拓扑优化设计。优化的目的是在满足结构柔度和基频约束条件下使结构体积(结构质量)最小。对优化时可能存在的重频优化问题,采用半定规划法建立了结构优化模型,该方法可回避重频情况下敏度分析所带来的困难,对有无重频问题均适用。对附加结构的刚度及质量对拓扑优化结果的影响进行了讨论,并进行了多方案设计和比较。对桁架结构拓扑优化中常见的次元问题进行了分组处理,在满足卫星力学性能指标前提下,大幅度降低了桁架结构的质量,获得了工程适用的结构设计方案。     

地月空间信息网络链路分配算法研究

在设计拓扑时,如何分配每颗卫星上有限的通信终端建立通信链路,构建一个性能良好的网络拓扑,成为了一个重要的研究问题。以平均月球中继卫星到地面站路径距离最小为优化目标,以卫星携带的通信终端数目、月球中继卫星与地面站的连通性为约束条件,提出了基于竞争决策思想的链路分配算法(Link Assignment Algorithm based on Competitive Decision, LAA-CD)和基于模拟退火法的链路分配算法(Link Assignment Algorithm based on Simulated Annealing,LAA-SA),并与贪婪算法进行对比。仿真结果表明,LAA-CD和LAA-SA算法下所得拓扑的平均月球中继卫星到地面站距离均小于贪婪算法,且LAA-CD算法能够有效降低算法的时间复杂度。进一步对比了两种星座,发现相比拉格朗日轨道卫星星座,在月球极轨道卫星星座下所得拓扑具有更小的平均距离,为空间信息网络分配提供技术支撑。     

高分－1开启我国卫星遥感新阶段

2013年4月26日，高分－1卫星由长征－2D火箭精准送入预定轨道。
　　2006年，国家中长期科技规划纲要颁布实施。作为16个科技重大专项之一，高分辨率对地观测系统重大专项（简称高分专项）名列其中。高分专项是践行创新驱动发展战略的一项创新工程。高分－1卫星就是这项创新工程的第一个产品，也是我国首颗考核寿命大于5年的地球低轨道遥感卫星。为了延长卫星的寿命，这颗卫星在许多关健部件上，如地球红外敏感器、陀螺、电源等，都有重大改进和创新。在卫星平台上，广泛采用了新材料，使其有效载荷的质量与卫星总质量之比达到47.2%，为提高卫星的总体性能创造了条件。空间分辨率指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸，高分－1卫星的空间分辨率约2m，这意味着从卫星上可以看到地面上的小汽车。时间分辨率指重复观察同一地物所需的时间，高分－1卫星只需4天就能把地球完整地看一遍。一般而言，空间分辨率和时间分辨率这两个指标较难协调，高分－1卫星实现了这两者的优化组合，实现了中高分辨率和宽幅成像能力的结合，以满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据的需求。     

日本BS—3N广播卫星发射成功

日本ＢＳ－３Ｎ广播卫星发射成功日本广播卫星的发展一直不顺利。１９９０年２月因阿里安火箭发射失败，导致了１颗ＢＳ－２Ｘ卫星爆炸；１９９１年４月用美国阿特拉斯火箭发射时又损失了１颗ＢＳ－３Ｈ卫星。不但如此，倒霉的事还接连发生，１９９０年８月发射的ＢＳ－３...     

十字交叉振子类型圆极化天线的研究

通过对Ｈａｌｌｅｎ方程进行矩量法求解，讨论了十字交叉振子类型天线产生圆极化辐射时两对振子长度选择的方法；计算了几种情况下天线的远区辐射场；指出十字交叉振子、伞型振子等这类天线由于具有结构紧凑、工作可靠、易于赋形等特点，可广泛应用在空间飞行器上。     

卫星成形反射面天线波束赋形的研究

采用单馈成形反射面天线,将天线口面分为多个栅格,通过优化栅格的场的相位分布对中国版图进行波束赋形。在优化过程中附加了相位限制条件,以保证反射面的表面连续,并与阵馈抛物反射面天线的赋形效果作了分析比较,说明单馈成形反射在天线在波束赋形中是可取的,该单馈成形反射面天线有其实用价值。