针对在轨维护的爬行机器人足粘附机理研究

针对空间合作目标航天器在轨维护任务需求,提出一种新型结构的空间爬行机器人,可搭载于抓取机械臂上,在主动航天器和故障目标形成连接后,爬行移动到故障目标上需要维修的位置进行维修精细操作。该机器人移动系统主要由压电驱动腿、微修饰粘附足组成。其微观粘附足借鉴壁虎刚毛的粘附机理,设计微米级微阵列的机器人足端结构。在上述结构设计基础上,利用离散元软件建立其仿真模型,对壁虎的强吸附能力和快速脱附能力进行理论建模分析,建立单根刚毛在不同状态下的受力模型,模拟刚毛在不同脱附角下的粘附和脱附的过程,对其单个刚毛的粘附特性进行分析。仿真结果表明:在空间零重力环境下,通过不同运动方式可以实现单个刚毛的吸附和快速脱附的能力。为后续实现机器人足的吸附和快速脱附的能力提供了理论支持。     

北斗闪耀中国芯——九院772所元器件国产化攻关纪实

<正>这是重要的突破。7月25日在西昌卫星发射中心顺利升空两颗新一代北斗导航卫星,"远征一号"上面级将2颗卫星准确送入预定轨道。卫星和上面级100%使用航天772所研制生产的国产CPU芯片。除了CPU,北斗双星和上面级上的数据总线电路、转换器、存储器等近40款产品均为航天772所研制和生产,这是中国卫星首次成体系地批量使用国产芯片,对航天工程的自主可控和创新发展具有里程碑式意义。     

商业航天电源系统发展现状和展望

<正>自国务院发布《2016中国的航天》白皮书以后，我国商业航天领域开始呈现蓬勃发展的态势，以商业遥感卫星星座、商业微小SAR卫星星座、低轨互联网卫星、商业运载火箭等为代表的商业航天各领域迅速发展，推动我国航天产业呈现新的发展态势。在航天技术进步的驱动下，商业航天规模化生产成为可能，发展商业航天产业，提升航天技术水平，对支撑我国成为航天强国具有重要意义。商业卫星产业是现代航天产业发展的时代所需，引领了一种全新的卫星研制生产和运营模式：(1)卫星研制周期短；(2)多星组网运行，快速部署，需求量大；(3)成本可控。电源系统是航天器的主要系统之一，为航天器的工作提供能量，是航天器的“心脏”，随着商业卫星有效载荷能力不断提升，电源分系统技术发展和生产更要适应新模式[1-3]。     

俄罗斯“光子”科学卫星解密

<正>"光子"M4卫星是俄罗斯最新研制的科学卫星,于莫斯科时间2014年7月18日从拜科努尔航天发射场升空,星上载有壁虎、果蝇、蘑菇、植物以及多种微生物,还有22套科学仪器。目的是在微重力条件下获得失重的新知识、探究半导体材料生产工艺、改进生物医学药物性能以及开展生物和生物技术科学研究。2014年9月1日,"光子"M4卫星在运行42天后在俄罗斯奥伦堡成功着陆。本文对该卫星的任务及相关情况进行综合介绍。     

航天东方红卫星有限公司

航天东方红卫星有限公司2001年8月在北京成立，是由中国航天科技集团公司及其所属中国空间技术研究院按现代企业制度共同投资组建的股份制现代高新技术企业，主要从事小卫星和微小卫星的开发研制、卫星应用工程系统设计和产品开发、相关技术成果的对外交流与合作等业务。2001年10月，经国务院批准以航天东方红卫星有限公司为项目法人单位建设“小卫星及其应用国家工程研究中心”，2004年世界一流的小卫星研制基地全面落成并投入使用。     

星载TDI CCD相机成像仿真系统的实现

以VC++ 6.0为开发环境, 基于航天TDI (Time Delay and Integration) CCD相机地物点与像点的映射模型, 开发了TDI CCD相机成像仿真软件系统, 建立了由卫星单轴气浮姿态控制仿真台和地面星载TDI CCD相机成像仿真软件系统构成的实时航天TDI CCD相机成像仿真平台, 可动态模拟航天TDI CCD相机在进行标称偏流角调节后卫星姿态角速度误差对航天TDI CCD相机成像的影响, 仿真结果与实际成像结果基本一致.      

太阳同步轨道卫星光学特性

为了分析太阳同步轨道卫星的光学特性,对FY-1卫星的可见光和红外波段光学信号进行了仿真计算和模拟试验验证.通过对外部辐射及内部热源的分析,计算了卫星的温度场,采用随机起伏表面算法模拟表面覆盖材料外表面,通过阴影遮挡判断及双向反射分布函数(BRDF, Bi-directional Reflectance Distribution Function)模型计算卫星对外部辐射的反射特性,编程计算得到在可见光0.4~1.0μm和红外8~14 μm,14~16 μm波段下卫星的光学特性.结果表明红外辐射亮度与表面温度相关,8~14 μm最大约90 W/(m²·sr)、14~16 μm最大约20 W/(m²·sr).空间可见光辐射强度具有明显的镜面反射效应,卫星主体峰值2 200 W/sr.通过地面模拟测量空间目标的温度和红外辐射验证了温度及红外辐射仿真计算模型,可见光辐射强度仿真计算结果与地面模型卫星测量结果误差在20%以内.     

希望二号 放飞希望

<正>2015年9月20日,长征六号在太原卫星发射中心点火发射,成功将20颗微小卫星送入太空,打破了亚洲航天发射记录。其中,中国航天科技集团下属的五院航天东方红卫星有限公司(下文简称"航天东方红")抓总研制的希望二号卫星的成功发射,对我国皮纳卫星技术的发展具有重要意义。目前,希望二号六颗卫星的各项状态正常,天地链路畅通,各项测试进展顺利。希望二号卫星系统由1颗28.5千克的纳卫星、3颗9.7千克的皮卫星及2颗1.3千克的子卫星6颗卫星构成,拥有大气密度探测器、双模四频     

国外航天胶片型侦察相机发展概况

1　前言□□航天侦察是高效能的和不受领土限制的现代化侦察手段 ,它具有目标发现、识别和技术分析的能力 ,具有空间上的全球覆盖能力 ,时间上的实时侦察和全年覆盖能力。发展航天侦察对于实现军事情报的现代化 ,维护国家安全 ,确保局部战争的胜利具有十分重要的作用。航天侦察是战略武器装备必不可少的组成部分。美国和前苏联十分重视侦察卫星的发展 ,并发射大量的照相侦察卫星为其全球战略服务。航天侦察相机可分为胶片型和传输型两大类。美苏侦察卫星首先从研制胶片型侦察相机起步 ,发展了返回型侦察卫星。随着CCD器件的问世 ,又研制了…     

俄罗斯联邦2016-2025年航天计划基本内容

1 制定航天计划的主要目的 俄罗斯国家航天政策是以其空间卫星集群为基础,同时研制具有前景的新型运载火箭和航天综合设备,为国家经济、科技和国际合作领域服务,并保护俄罗斯居民和土地免遭自然灾害和人为侵害.     

空间机械臂地面仿真与测试系统设计

摘要： 根据某型号搭载的七自由度空间机械臂的测试任务,设计一套空间机械臂地面仿真与测试系统.该系统可以完成两方面的功能：一是利用空间机械臂模拟器进行半物理仿真,对空间机械臂控制线路盒的电接口和控制软件功能进行测试;二是采用吊丝卸载装置对空间机械臂真实产品进行全物理试验,对在轨任务进行地面演示验证.利用所设计的测试系统已经完成了某型号空间机械臂的地面测试与演示验证任务,目前该型号已经发射成功,空间机械臂已经成功完成在轨试验.所设计的空间机械臂地面仿真与测试系统具有较好的通用性和扩展性,可以应用于其他空间机械臂产品的地面测试.     

太阳帆板驱动机构的表面充放电效应研究

空间等离子体环境效应导致的卫星表面充放电是造成卫星在轨工作异常及故障的重要原因之一. 太阳帆板驱动机构（Solar Array Drive Assembly,SADA）是长寿命、大功率卫星电传输环节的关键部件,易成为充放电效应的对象,可使卫星丧失能源,导致整星失效. 为验证空间等离子体环境导致的表面充放电对SADA特别是其功率传输可靠性和安全性的影响,利用等离子体环境模拟试验装置,模拟地球同步轨道（Geostationary Orbit,GEO）等离子体环境,针对SADA进行试验研究. 结果表明,使用两种不同绝缘材料的SADA在空间等离子体模拟环境下表现没有明显区别,表面充放电未对设计合理的SADA正常工作造成明显影响. 研究结果对未来GEO轨道SADA等空间机构的可靠性和安全性设计具有一定指导意义.      

帆板驱动时的卫星姿态前馈补偿控制

研究帆板驱动影响下的卫星姿态控制问题.帆板驱动时存在转速波动,从而影响卫星姿态.在已有帆板驱动模型的基础上,分析帆板转速特性,通过对帆板转速的离线拟合和在线估计,结合卫星姿态动力学模型,设计了卫星姿态的一般前馈补偿和自适应前馈补偿控制器.数学仿真结果表明,两种前馈补偿控制均能有效克服由帆板驱动不平稳而造成的对星体干扰,实现卫星姿态高精度控制.     

腿臂融合型在轨装配机器人运动建模与步态规划

针对目前机器人在轨装配存在的作业效率低、空间操作受限、环境感知不完全等问题，提出一种腿臂融合型在轨装配机器人。首先，使用D-H法建立了腿臂融合型装配机器人运动学模型，并对其单个腿部进行正逆运动学分析，得到单个腿各个关节角和足端之间的运动关系；其次，分析了腿臂融合型装配机器人的行走步态和装配步态，行走步态中分析了二步态和三步态，装配步态中分析了单臂装配和双臂装配，使机器人达到平稳的行走和装配；最后，基于ROS(robot operating system)搭建仿真平台并对行走步态进行了仿真验证，结果表明提出的方法能够有效用于该机器人的行走。     

Downsizing an orbital space robot: A dynamic system based evaluation

Small space robots have the potential to revolutionise space exploration by facilitating the on-orbit assembly of infrastructure, in shorter time scales, at reduced costs. Their commercial appeal will be further improved if such a system is also capable of performing on-orbit servicing missions, in line with the current drive to limit space debris and prolong the lifetime of satellites already in orbit. Whilst there have been a limited number of successful demonstrations of technologies capable of these on-orbit operations, the systems remain large and bespoke. The recent surge in small satellite technologies is changing the economics of space and in the near future, downsizing a space robot might become be a viable option with a host of benefits. This industry wide shift means some of the technologies for use with a downsized space robot, such as power and communication subsystems, now exist. However, there are still dynamic and control issues that need to be overcome before a downsized space robot can be capable of undertaking useful missions. This paper first outlines these issues, before analyzing the effect of downsizing a system on its operational capability. Therefore presenting the smallest controllable system such that the benefits of a small space robot can be achieved with current technologies. The sizing of the base spacecraft and manipulator are addressed here. The design presented consists of a 3 link, 6 degrees of freedom robotic manipulator mounted on a 12U form factor satellite. The feasibility of this 12U space robot was evaluated in simulation and the in-depth results presented here support the hypothesis that a small space robot is a viable solution for in-orbit operations.     

太阳电池阵极月轨道在轨热分析

以极月轨道上太阳电池阵作为研究对象,详细分析了该轨道上电池阵所得各外热流的确定方法.以此为基础,对太阳电池阵进行在轨温度数值模拟,得到月球轨道上电池阵所得外热流以及温度的周期分布.计算结果与地球卫星的相应数据进行比较,明确了月球轨道上电池阵所得外热流以及温度的周期分布特点,为月球卫星上太阳电池阵以及整个卫星的设计提供了有利的数据参考.      

卫星锐波束天线指向算法及仿真

推导了卫星锐波束天线指向算法,给出了简化计算模型和仿真结果。文章所给出的天线指向算法是在已知卫星轨道和姿态的基础上,计算锐波束天线指向点二维转动角度的公式,实现卫星动态过程对指向点的保持;通过仿真给出指向点精度和姿态精度的关系,给出自主生成控制函数的简化模型,同时也验证了该算法的正确性,算法可作为星上自主计算的依据。     

基于神经网络的多卫星姿态协同控制预测模型

摘要： 针对多卫星近距离对空间目标监测中的姿态协同控制问题，研究基于神经网络的智能控制模型.首先设计了面向任意姿态控制方法的神经网络自适应控制模型，该模型不改变卫星姿态控制方法本身，而是接收由理想控制模型生成的理想控制量，理想控制量经过神经网络后直接生成适用于卫星的控制量.根据神经网络对控制系统的系统级状态预测，基于一致性控制协议，设计了多卫星姿态协同控制模型.采用等效姿态角，通过数值仿真，分别验证了预测控制方法、输出状态预测、协同控制的方法正确性和有效性.     

太阳帆板展开期间卫星动力学数字模拟

<正> 一、引言由于运载工具头部的尺寸限制及发射期间的恶劣力学环境,卫星的太阳帆板在发射阶段一般呈收拢状态,直到卫星和运载火箭分离并进入自由飞行轨道后,帆板才展开成伸张状态,以便达到尽可能大的阳光收集面积。尽管展开过程持续时间不长,但帆板展开动作必然会影响卫星的姿态。特别是左右翼反对称展开引起的卫星姿态扰动可能更大。由于地面条件     

涌浪及降雨影响下的GNSS海面反射信号建模

全球导航卫星系统（GNSS）海面反射信号的模拟仿真采用的海浪谱多为风驱模型，而忽略了真实复杂环境中涌浪、降雨的影响。为此，提出了一种涌浪、降雨影响下的GNSS海面反射信号模型。首先，对Elfouhaily海浪谱、涌浪谱、降雨谱分别进行仿真，从海浪谱的角度分析涌浪、降雨对GNSS反射信号的影响。然后，设计了引入涌浪、降雨影响因子后的GNSS反射信号建模的方法，并建立噪声模型。最后，对星载场景下仿真得到的二维时延-多普勒相关功率分布图像（DDM）、时延相关功率波形（DW）进行分析，并与英国技术演示卫星（UK TDS-1）实测数据的处理结果进行了对比验证。结果表明:涌浪主要形成对GNSS反射信号影响较大的大尺度粗糙海面，而降雨对GNSS反射信号影响较小；仿真的DDM与实测数据结果的波形有很好的一致性，DW对比的相关系数达到0.92，优于未修正模型的对比结果，模拟的反射信号更为真实，证明了提出的GNSS反射信号建模方法的可行性、有效性。对真实复杂环境下的GNSS反射信号建模及GNSS反射信号星载探测应用研究具有一定的参考意义和实用价值。