卫星高功能密度综合电子系统设计

微小卫星综合电子系统承载了卫星大部分功能，是卫星任务处理和控制的中心，未来新的智能化应用、星群应用、通信服务等需求也将由卫星执行，对综合电子系统提出了新的要求。分析了国外典型小卫星综合电子系统，具有功能综合度高、多数功能集中在一台计算机中、卫星功能软件化的特点。设计了基于软件定义的综合电子系统一体化结构，硬件采用高度集成的模块化设计，软件采用分层和组件化设计，将系统功能进行分层，通过软件定义组件的方式实现各层功能和业务。高功能密度综合电子系统由一个通用化的高性能硬件平台和各种可加载的APP软件组成，除传统功能外，还可扩展自主任务管理、星间组网和载荷管理等功能，不仅使卫星的集成度和功能密度大幅提升，还能实现卫星功能重构，达到一星多用、一星多能的目的，有利于紧急时期卫星系统快速构建与应用，对于未来星座组网应用也具有一定意义。     

以载荷为中心的暗物质探测卫星机电热一体化设计

暗物质粒子探测卫星是中国第一颗空间高能探测卫星,用于实现5GeV~10TeV大动态范围高能宇宙线（电子、正电子、伽马射线等）能谱测量.卫星有效载荷包括BGO量能器、硅阵列探测器、塑闪阵列探测器和中子探测器,是目前中国发射的载荷比最大的卫星.本文介绍了卫星相关技术方案,包括技术指标、轨道方案、工作模式及系统组成等,突出了其以载荷为中心的机电热一体化设计特点.      

基于旋转双光楔的像方扫描大视场成像光学系统设计

针对无人机传统外挂式光电载荷吊舱窗口尺寸大、无法实现大视场扫描需求的现状，提出了一种基于旋转双光楔的像方扫描红外大视场成像光学系统设计。该系统在传统像方扫描光学镜组基础上引入了双光楔扫描器，以增大系统的扫描视场角，解决了高速无人机目前面临的红外窗口有限且成像视场角小的问题。采用光学设计软件进行了仿真，设计后的光学系统物方视场范围为±21.665°，满足了大视场范围的工作要求。设计结果表明，在工作波段（3.7μm ~4.8μm）范围内，该系统的成像质量高，中心视场调制传递函数在33(lp/mm)空间频率下可达0.45，全视场范围内的调制传递函数>0.42@33(lp/mm)，像点能量集中度较好，接近衍射极限。与传统扫描光学系统相比，采用基于旋转双光楔的新型像方扫描成像光学系统设计，在保证各项设计指标不变的前提下，能够将光学系统的径向尺寸减少20%以上，可满足未来无人机实现轻量化和小型化的应用需求，拥有良好的应用前景。     

空间光学遥感器的主镜展开机构

采用分块可展开成像系统是空间光学遥感器实现大口径甚高分辨率的有效途径,主镜展开机构是分块可展开成像系统的关键部分之一。对空间光学遥感器主镜展开机构进行了大致分类,分析了几种典型主镜展开机构的组成、工作原理和特点。从结构形式、驱动方式、展开/锁定机构和理论研究等方面阐述了主镜展开机构的发展趋势,分析了中国发展主镜展开机构的主要技术难点,提出了这些技术难点的解决思路。     

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。     

超大型光学遥感装调测试厂房奠基

近日，中国空间技术研究院508所超大型光学遥感装调测试厂房奠基仪式在北京唐家岭科研区举行。该厂房建成后将大幅提高我国空间光学遥感器的研制能力，使该所实现超大口径空间光学设计、制造等流程的一体化，使光学遥感器研制与卫星研制流程有机组织在一起。     

当代高分辨率光学载荷前沿技术

对地观测光学载荷是安装在飞行器平台上对地面摄影的精密光学仪器,主要由光学系统、焦平面和成像电路组件等组成。对地观测光学载荷是对地观测卫星的核心部分,其获得的数据是高分辨率遥感数据信息的源头,广泛应用于侦查与监视、测绘、环境监测等各个领域。发展高分辨率光学载荷,对国家安全和社会发展有     

无人机机载干涉阵列外场试验平台

超长波波段的电波波长为十米到几百米,如果要在超长波波段对宇宙射电信号实现高分辨率成像,天线口径通常需要达到波长数百倍乃至数千倍以上,传统的单天线方法不再适用.月球背面是在日地空间中开展超长波观测的最佳地点.空间分布式被动微波干涉成像技术的主要思想是利用分布式卫星星座,在深空实现超大的干涉测量基线替代大口径天线,实现对宇...     

吉林-1卫星组星成功发射

<正>北京时间2015年10月7日,我国在酒泉卫星发射中心用长征-2D运载火箭成功将吉林-1卫星组星发射升空。这标志着我国航天遥感应用领域商业化、产业化发展迈出了重要的一步.吉林-1卫星组星是我国首批自主研发的商业高分辨率遥感卫星,也是我国采用"星载一体化"设计的分辨率米级高清动态视频卫星。其由4颗卫星组成,包括1颗光学遥感卫星、2颗视频卫星和1颗技术验证卫星,工作轨道均为高约650km的太阳同步轨道。其中,光学A星是我国首颗自主研发的商业高分辨率对地观测光学成像卫星,具备常规推扫、大角度侧摆、同轨立体、多条带拼接等多种成像模式,     

面向深空探测应用的集成一体化载荷数管技术

深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计，构建新型高度集成的载荷数管体系结构，可以实现资源集约利用，提高信息融合能力，利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状；提出两种新型一体化载荷数管体系结构，其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中；通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析，对载荷数管发展趋势进行了展望.      

空间多体系统轨道姿态及机械臂一体化控制

针对在轨服务等新型任务对航天器快速机动能力的大幅提高，研究了卫星基座和机械臂构成的空间多体系统的轨道、姿态和机械臂的一体化控制设计问题。首先，建立了空间多体系统的动力学模型；然后，基于退步控制思想，设计了卫星基座、姿态与机械臂一体化控制器，并证明了系统的稳定性，由于利用了空间多体系统的所有自由度，相比传统的基座停控或只控制基座姿态而轨道停轨的方法，极大地提高了系统的适应能力，可同时实现空间大范围的轨道转移、姿态机动，同时利用机械臂对目标进行精确操作控制。通过建立完整的空间多体系统仿真模型，对控制器进行仿真，达到了同时进行轨道、姿态及机械臂末端机动的控制目的，并验证了所提方法的有效性。      

动量轮微振动机理及仿真

动量轮是卫星等航天器姿态控制和精度保持的关键机械部件,其微振动严重影响卫星姿态稳定度和成像精度。动量轮的非均匀、非连续几何构形和旋转效应会引起结构系统的参数激励和载荷激励。针对具有非均匀力学特征参数的动量轮结构系统动力学模型,通过分析动力学方程中各矩阵参数的扰动,进行动量轮微振动机理的研究。仿真和试验结果表明:动量轮结构系统内部存在基频和高频激励,其中基频主要来自支点动载荷,高频来自轴承碾压作用;轮缘的局部振动会随转速形成前后行波。      

美国“天空卫星”技术探析

美国高分辨率光学成像卫星的发展已有几十年的历史,军用光学成像侦察卫星已从胶片返回型发展到传输型,分辨率高达0.1m。美国20世纪末开始发射高分辨率商业光学成像卫星,卫星质量多在2~3t,单星成本约4亿美元,采用敏捷型卫星平台,不但能进行全色和多光谱观测,还能够进行大比例尺的测绘,目前分辨率达到0.31m。然而这些卫星造价昂贵,几颗大型商业卫星即使组成星座,时间分辨率也不高。随着光机电技术的进步和宇航器件的小型化,以及对观测时间分辨率需求的提升,近3年,美国商业光学成像小微卫星星座开始涌现,其中,高分辨率小微商业星座目前只有美国天空盒子成像公司(Skybox Imaging)发展的"天空卫星"(Skysat)。天空卫星技术创造了多个世界第一,取得了良好的应用效果。     

国外光学成像侦察卫星发展研究

21世纪是信息化战争时代,光学成像侦察卫星作为最重要的天基信息获取系统,一直以来是各主要航天国家的重点发展对象。提高空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率是光学成像侦察卫星长期追求的目标;通过扩大幅宽、升高轨道、灵活姿态机动提高驻留时间;发展光学和雷达综合系统;不断     

未知载荷条件下机械系统剩余寿命预测方法

针对无法确定复杂机械系统的随机工作载荷的问题，提出了一种基于隐半马尔可夫模型(HSMM)的寿命预测方法。在完成基于隐半马尔可夫模型的载荷空间构建后，引入前向-后向过渡参数，并结合Viterbi算法对模型参数进行求解，通过估计参数预测随机未来载荷的转移走向及对应的概率。将载荷预测的结果结合基于多传感器信息的寿命预测模型预测系统的剩余寿命。使用NASA的商用模块化航空推进系统仿真数据验证所提方法的有效性和正确性。      

一种面向模块化可重构机翼的分步补偿优化方法

针对模块化可重构机翼结构的优化设计问题,以沿展向分布的3个翼段模块为研究对象,研究了不同翼展方案机翼的载荷相关性,通过在优化迭代过程中自动调整设计空间,解决了模块化可重构机翼优化设计时复杂的变量-约束耦合影响问题,建立了适用于模块化可重构机翼结构的分步补偿优化方法。以某无人机模块化可重构机翼结构优化设计问题为例,建立了优化模型,并分别采用所提分步补偿优化方法和传统单方案优化方法进行了优化设计。结果表明:所提方法能够稳定收敛,与单方案优化结果相比较,所提方法以较小的重量代价满足了3种重构方案的所有设计要求,且优化结果具有较好的工程实用性。      

美国新一代成像侦察卫星概况

随着2012财年预算拨款和授权法案审定过程的进行,美国各界争论不休的议题——美国最终将选择何种方案作为研制新一代光学成像侦察卫星的方法渐渐浮出水面。据美国《空间新闻》2011年报道,美国白宫曾在2年前宣布采购2颗与上一代系统类似的光学成像侦察卫星,而美国国会却在考虑使用相对便宜、但未经验证过的备选设计来满足国防部和情报界的需求,     

日本成像侦察卫星最新发展

正2020年2月9日,日本在种子岛航天中心用H-2A火箭成功发射了情报采集卫星-光学-7(IGSO7),提升了日本的天基情报获取能力。本文对日本"情报采集卫星"(IGS)系统的发展背景、发展现状和未来发展进行介绍。1发展背景"情报采集卫星"(IGS)是日本发展的成像侦察卫星星座,由两对共4颗卫星组成,每对包含1颗光学成像侦察卫星和1颗雷达成像侦察卫星。IGS卫星的目标是通过光学和雷达两种卫星协同工作,实现全天时、全天候成像侦察,密切监视东亚、中国大陆     

卫星载荷1553B总线数据接口的设计与实现CSCD

卫星载荷总线数据流接口的实现对于卫星载荷数据流的传输体制能否正常工作起着关键性的作用,设计合理的数据流管理方案对于卫星载荷之间的正常通信至关重要。MIL-STD-1553B总线数据传输速率高,实时性好,具有合理的差错控制措施和特有的方式命令,适合星上大数据量的传输任务和特定环境的需求。本文使用龙芯配置卫星载荷1553B总线的工作模式,合理设计载荷数据流的传输形式,实现卫星载荷1553B总线的数据流接口。测试结果表明,数据接口可靠性高,实际应用效果好,满足卫星上的通信设计要求。