卫星全景象片的几何校正

本文给出了卫星全景相片的几何校正模型。该模型由三部分组成:1.推导了卫星全景相片的几何校正模型;2.给出了计算卫星姿态运动和卫星轨道运动的计算公式;3.用系统辨识方法估算卫星姿态运动公式。     

对太阳姿态定向圆轨道近地卫星发射窗口的设计

本文讨论了一类对太阳姿态定向科学卫星发射窗口的设计问题.根据姿态捕获的要求,推导了有关的设计公式,讨论了对运载火箭姿态控制的要求,给出了设计发射窗口的步骤和实例.文中的结果可供同类卫星轨道设计时参考.     

星地双向时间比对Sagnac效应的计算和分析

以星地无线电双向时间比对法为例,利用几何图形介绍了Sagnac效应产生的原因,并在Ashby等人给出的Sagnac效应基本原理公式的基础上,详细推导了利用GEO、IGSO、MEO这三种类型卫星进行时间比对时所产生的Sagnac效应在地心惯性系中的具体表达式,分析了Sagnac效应值为零和取极值时这三种类型的卫星以及地面站需满足的条件。     

编队飞行卫星群相对轨道测量研究

编队飞行卫星群自主式相对轨道测量和确定是绕飞轨道的关键技术之一,考虑了利用星敏感器和雷达以及利用GPS(Global Positioning System)信号来进行相对定轨的传统方式,提出了基于伪卫星技术的定轨方案.伪卫星技术指在卫星上安装载波发生器和接收器,利用这些装置来进行卫星间的距离测量.在这些方案中,应用了差分GPS技术,采用优化方法求解多元非线性方程.这些测量方法分别适应于不同的情况.利用相对轨道要素的概念,在前面测量结果的基础上,通过卡尔曼滤波进一步提高了定轨精度.仿真计算表明这些方案可以满足不同尺度编队构型保持要求,并给出了部分结果.     

北斗导航卫星姿态与轨道控制技术发展与贡献

通过总结北斗一号卫星到北斗三号卫星的发展过程，梳理了北斗导航卫星姿态与轨道控制技术的发展变化，以及在引领卫星姿轨控技术进步和星载器部件自主可控方面取得的成就.同时，根据下一代北斗卫星导航系统的论证需求，分析给出了未来导航卫星姿轨控系统需要关注与研究的关键技术.     

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。     

星图仪在星上的装校分析

本文介绍了星图仪检测卫星本身方位的工作原理,并列出了由获得的时间信息量求卫星自旋方位角的公式.为了满足所需的检测精度,星图仪在星上的安装要求是很高的.但本文指出,只要精确测定星图仪在星上相对于卫星自旋轴的方位角,可降低星图仪在星上的安装要求.这样仅需修正卫星方位角的计算公式,仍可精确求得卫星的自旋方位角.这里推导了各种情况下的修正公式.     

三层月壤模型的多通道微波辐射模拟与月壤厚度的反演

由月球表面数字高程试验性地构造了整个月球表面月壤厚度的分布.根据Clementine探月卫星的紫外-可见光光学数据,计算了整个月球表面月壤中FeO+TiO2含量分布,给出了整个月球表面月壤介电常数分布.由月球表层温度的观测结果以及月壤的导热特性,给出了月尘层与月壤层温度随纬度分布的经验公式.在这些条件的基础上,建立了月尘、月壤、月岩三层微波热辐射模型.由起伏逸散定理,模拟计算了该月球模型多通道辐射亮度温度.然后,以此辐射亮度温度模拟加随机噪声为理论观测值,按三层模型提出了月壤层厚度反演方法.由于高频通道穿透深度小,由高频通道的辐射亮度温度按照两层月尘-月壤微波热辐射模型反演月尘层与月壤层的物理温度,再由穿透深度较大的低频通道辐射亮度温度反演月壤层厚度.对于反演的相对误差也进行了讨论.      

卫星光学敏感器视场有效性分析工具设计

为了提高分析的效率和准确性,基于SolidW orks平台开发了一个卫星光学敏感器视场有效性分析工具.该工具用于分析敏感器在卫星任务期间是否会因为视场问题而失效,以及何时失效.敏感器有效性分析所涉及的问题有:有效性判断的3个层次——敏感器系统、敏感器组和单敏感器的有效性判断;遮挡问题——敏感器会受到卫星部件或目标的遮挡;反光问题——敏感器会受到行星反光和卫星部件反光的干扰;运动问题——包括目标、卫星本体、卫星部件和敏感器的运动.给出了解决以上问题的软件设计方案.介绍了有效性分析功能的实现原理.给出了分析过程的5个步骤:定义时间,定义目标,定义部件运动,定义敏感器和执行分析.最后给出了一个实例演示,验证了该工具的功能.     

高动态GPS卫星信号模拟器导航电文生成

为了测试全球定位系统GPS(Global Positioning System)接收机的性能,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号.GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成.软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算模块等模块组成.导航电文产生功能模块是高动态GPS卫星信号模拟器要解决的一项关键技术.给出了3个卫星星钟改正参数的物理意义和星历产生模型,根据这些参数并结合相应的时间参数来形成卫星导航电文.通过程序仿真并与导航电文进行验证,证明推导出的星历产生模型基本符合GPS星的星座排列规律.     

返回式遥感卫星的平衡

着重分析了低速自旋式卫星作为刚性转子在立式硬支承平衡机上做平衡的工作原理及校正原理;给出了校正公式和对YLP-1型立式硬支承平衡机的最小可达剩余不平衡量的标定方法和标定结果;扼要叙述了卫星平衡过程中误差源分析及数据处理,并推导出决定刚性转子最终平衡精度的剩余不平衡量α的计算公式;给出返回式遥感卫星平衡试验的两组数据,飞行试验证明已经达到了预期的设计目的。     

倾斜同步轨道卫星交叉点位置演化及保持

倾斜同步轨道(IGSO)卫星交叉点位置在各种轨道摄动因素和入轨偏差的共同影响下,其交叉点位置会在赤道上发生漂移,这种漂移将导致服务区域的漂移,从而影响系统的性能,因此IGSO卫星需要进行定期的交叉点位置保持来保证服务的稳定。对IGSO卫星交叉点位置的演化和保持问题进行了深入的研究,首先,讨论了IGSO卫星交叉点位置的演化规律,给出了在地球非球形引力、日月引力摄动以及卫星入轨偏差作用下的交叉点位置的演化公式,并分析了公式的精度;接着,在对交叉点位置演化规律的分析基础上,进一步讨论了IGSO卫星交叉点位置保持策略。     

重复观察和连续监视地面目标的近地卫星(飞船)的轨道设计方法

本文给出不用变轨方法而又能实现对指定的地面目标每天进行重复多次的观察或连续监视的轨道设计方法。文章由两部分组成。第一部分给出一颗近地卫星的轨道设计方法,这个方法能满足卫星每天至少飞越给定的地面区域三、四次的要求。第二部分给出了一个“卫星环”的设计方法。“卫星环”由倾斜的轨道上的几颗近地卫星所组成,它能够每天长时间地连续监视指定的地面区域。用“卫星环”监视给定的地面区域所需要的卫星数量只需极地卫星网的三分之一左右。     

资源三号卫星控制系统概述及在轨验证

资源三号(ZY-3)卫星是一颗民用高分辨率立体测绘卫星.针对ZY-3卫星特点,对控制系统方案进行概述.通过星敏感器相对基准的标定以及星敏感器和陀螺联合滤波实现高精度姿态确定;通过设计结构滤波器和磁卸载力矩的前馈补偿实现三轴高稳定度控制;通过轨迹规划实现大角度侧摆机动.根据卫星在轨运行数据,给出相应指标实现情况,对姿态控制系统的方案和指标满足情况进行在轨验证.     

纯磁控微小卫星姿态控制研究

针对微小卫星速率阻尼、姿态捕获及三轴稳定的不同姿态控制模式,设计了采用纯磁控的控制律.首先以轨道坐标系为参考建立卫星模型,然后在卫星能量分析和Lyapunov稳定方法基础上,应用B-dot控制进行速率阻尼,给出了全局稳定能量控制来进行姿态捕获和三轴稳定控制的新方法,同时根据线性化的卫星模型,设计了常系数LQG控制律.仿真结果表明,B-dot可以有效地进行速率阻尼,能量控制策略适用于大角度姿态捕获和三轴稳定,稳定控制时LQG与能量控制相比具有更高的精度,但稳定度略差.      

三轴零动量卫星在轨转偏置动量控制的设计与实现

针对资源一号02B卫星运行中主份陀螺失效的问题,提出了通过在轨注入偏置动量控制程序到控制计算机(AOCC),将三轴零动量控制系统转为偏置动量控制加磁控的方案.给出了整星偏置动量控制器设计,通过在轨飞行数据分析了该方案的实施效果.该卫星转为无陀螺的偏置动量控制的成功经验,为三轴零动量卫星在关键部件(如陀螺、动量轮等)故障时实现高可靠运行提供了一种设计方案.     

大椭圆轨道上空间探测卫星轨道性能分析

本文以实践四号为例概述了卫星设计和运行的一般情况,着重论述卫星轨道设计的特点,并给出了表征轨道计算、发射窗口、卫星受晒、可测控条件等数据和图形.指出在历时2个月的运行中由遥测数据证明了轨道设计及初始姿态选择的正确性.      

数据中继卫星的频率和轨道

描述了典型数据中继卫星系统的通信链路;给出了这些系统在用的和计划使用的无线电频谱;讨论了影响数据中继卫星频段选择的因素。为了防止其他中继卫星系统对一个中继卫星系统的有害干扰,可以使用如频率错开、极化分辨、经度分离,甚至采用伪码分辨的方法。     

转动载荷对卫星姿态的影响与控制研究

研究带有转动载荷和挠性附件的卫星姿态控制问题.基于具有广义坐标形式的牛顿 欧拉方法建立了卫星姿态动力学模型和转动载荷力矩模型,研究载荷产生的动不平衡力矩和静不平衡力矩的机理和特点.分析载荷干扰对卫星姿态的影响特性,给出基于传递函数进行拉氏变换以估算姿态抖动量的方法.分析卫星姿态控制系统设计干扰补偿控制器的条件,给出了控制器的工程设计方法.验证结果表明该方法有效且能提高卫星姿态精度.     

双曲线卫星无源定位系统分析

本文提出双曲线卫星无源定位系统。系基于两个或三个卫星对无线电辐射波进行“到达时间差”的测量,并参照卫星的空间坐标,作双曲线定位。文中给出地面坐标系的定位方程并作了定位误差分析。分析表明,在现有技术条件下,定位精度比测向定位提高一个数量级以上,并可以简化星载天线接收设备,较容易地实现较低频段的无源定位。