用于卫星定点保持机动的专家系统

本文介绍了一种完成航天系统实时分析和指令产生的专家系统样机的开发及其能力。目前,卫星轨道控制专家系统(ESSOC)已能够进行同步卫星定点保持机动。考虑了航天器不断变化状态和前面的动作,ESSOC给操作手推荐相应的指令,指导操作手完成定点操作。与卫星状态有关的信息存入专家系统的知识库。该知识库不断被处理过的航天器遥测数据更新。过程的结构信息用产生式规则进行编码。过程式规则相互无关,而且与知识库无关,这样就使得系统很容易维护和扩展。文章特别强调了ESSOC系统特性及其开发,即知识获取的结构化方法,以及使ESSOC能在实时环境中工作的设计及提高性能的技术。     

航天器遥控专家系统

对空间资源的依赖性以及空间系统由研究到实战角逐的最终转变,已经暴露出美国国防部现有航天系统的脆弱性。目前,对卫星的关键遥控主要由固定式地面站完成。这种地面站不设防,很容易被发现,因而容易遭到敌方攻击。在未来高度复杂的环境下,卫星的基本遥控系统的生存能力和耐久性将成为问题。解决这个问题有两种途径:(1)增加在轨关键系统(航天器)的自主能力,(2)提高地面关键遥控和例行遥控的自动化程度,增强地面系统的机动性以及提高其对意外情况的反应速度。本文将着重讨论DSCS Ⅲ卫星计划中应用AⅠ技术使航天器地面遥控系统自动化的方法。     

定点卫星的轨道控制及控制周期与轨道参数误差的简化关系

一、前言发射静止卫星的关键技术在于使卫星由转移轨道经漂移轨道进入静止轨道(变轨技术),最后使卫星静止于指定的经度(定点技术)。从卫星用户的角度来看,重要的问题是卫星进入静止轨道之后的位置保持和定点管理。国际电联规定,通信卫星定点经度的变化范围不能超过±0.1°;对今后某些区域性通信卫星     

因特网简便航天器地面操作

因特网是众多旨在降低航天器在轨操作成本的新技术之一,它允许地面小组不到操作中心即可对航天器进行监控。 地面控制人员需要对这一技术的效果进行验证,确保在降低卫星造价的同时,不会增加地面控制系统的费用。 由英国Rutherford Appleton实验室操作的卫星地面控制站的主管Peter说:“我们正向着不断提高的自主操作迈进,减少操作人员是我们的追求。”在99年10月4～8日举行的国际宇航联大会上,众多地面站操     

用于卫星控制的专家系统

随着星载系统的发展,卫星的复杂性和自主能力日益增强,故障越来越少,但是,剩余故障的诊断却变得更加复杂了。此外,现正在提高航天器的自主,与此同时,又要求缩减地面站上的人员。将来要成功地从地面处理故障就需要大量地增加故障检测和诊断的自动化。本文研究了专家系统用作地面诊断系统部件的问题。本文介绍了该系统的诊断过程及其对知识库的要求。给出了对部分卫星姿态控制系统进行诊断的专家系统设计成果。这一问题所需获取的知识主要集中在产生和分析遥测终端显示方面,这种遥测信息看起来很象曲线图。专家系统利用广泛的遥测分析、操作和卫星状态数据库以及卫星模型作出正确诊断。     

用于卫星控制的专家系统

本文介绍了一种用于卫星指令控制的专家系统样机。本样机系统的任务是:帮助卫星控制人员使定点卫星作机动飞行,维持其精确的点定角,即进行定点保持。从专家系统的观点来看,本系统有两点值得注意。第一,使用了某种自动获得知识的手段。由于主专家在马里兰州,而人工智能专家(AI)在加里福尼亚州,所以需要一种自动获得知识的手段。第二,该系统是一个仿真和专家系统技术的混合物,这些技术分布在一台DEC VAX计算机和一台LISP机上(一种专用AI计算机)。这种分布对现实的可能布局是一种合理的模式。     

太阳同步卫星和地球同步卫星运动中的几个问题

本文讨论太阳同步卫星和地球同步卫星运动中的几个问题,即 (1)如何选择轨道参数,使卫星轨道面的变化保持与太阳运动同步以及对地面扫描的覆盖问题; (2)在“同一”定点经度部署两颗地球同步卫星的系统中卫星轨道变化与单星情况的差别以及两星相对距离的变化规律。     

太阳同步卫星和地球同步卫星运动中的几个问题

本文讨论太阳同步卫星和地球同步卫星运动中的几个问题，即（1）如何选择轨道参数，使卫星轨道面的变化保持与太阳运动同步以及对地面扫描的覆盖问题；（2）在“同一”定点经度部署两颗地球同步卫星的系统中卫星轨道变化与单星情况的差别以及两星相对距离的变化规律。     

单锚固站辅助导航星座自主定轨分析

我国"北斗"卫星导航系统在建设过程中存在地面跟踪站无法全球均匀布设的问题。针对该问题,可采用依靠少量锚固站的星座自主定轨方法解决。通过推导星地测距对卫星轨道升交点赤经的偏导数,证明了星地测距对升交点赤经的可观性,并分析得出,在经度保持不变的情况下,锚固站纬度越大,星地测距对卫星轨道升交点赤经的偏导数的模越小,星地测距对升交点赤经的修正越差。其后,对单锚固站辅助导航星座自主定轨进行了仿真实验,在经度保持不变的条件下,随着纬度的增大,星座自主定轨结果的收敛速度越来越慢。仿真结果验证了理论分析,并得出锚固站纬度是影响星地测距对卫星轨道升交点修正程度的重要因素的结论。     

低轨微纳卫星全磁自主导航算法研究

针对低轨微纳卫星体积小、功耗低的设计约束,提出了基于低轨地磁的定轨/定姿全磁自主导航算法.该算法仅利用三轴磁强计测量值和卫星动力学方程建立Kalman滤波器,实现了低轨微纳卫星的全自主轨道确定和姿态测量,理论仿真结果表明,该全磁导航算法精度能够满足低轨微纳卫星的一般要求.利用高精度地磁模拟器搭建了微纳卫星全磁自主导航地面仿真验证系统,对算法进行了全物理仿真测试和实验误差分析,进一步验证了全磁自主导航算法的可行性,为低轨微纳卫星提供了一种低成本、高自主、高可靠性的导航方法.     

卫星测控系统多通道地面测试平台设计

一般地面测试平台无法同时支持卫星对地测控测试和中继测控测试,需要开发多通道地面测试平台满足卫星测试需求.基于此,对卫星测控系统多通道地面测试平台设计进行讨论,采用彼此相对独立的2套地面测试设备,通过特定连接关系同时接入卫星对地测控链路和中继测控链路中,实现卫星多通道测控并行测试和地面测试设备的双机备份,在无须更改外部连接关系的基础上,通过模式选择、参数配置,可适用于不同模式下卫星测控通道地面测试需求.经过分析,该平台具有功能完善、适用性广、稳定性好等优点,已应用于某卫星的地面测试.测试结果表明,平台运行稳定,具有良好的使用效果.     

北斗卫星导航( 区域) 系统星座对中国载人航天器的服务能力仿真分析

载人航天器可以利用北斗卫星导航系统实现自主导航定位和相对测量以支持轨道确定和交会对接任务。为了评估当前星座条件下北斗卫星导航(区域)系统对中国载人航天器的服务能力,建立了当前北斗卫星导航(区域)系统的星座仿真场景。利用载人航天器轨道参数,对其轨道处北斗区域星座的覆盖特性和服务能力进行了仿真,分析了可以用于载人航天器绝对定位和相对定位的时间长度、可见卫星情况、位置精度因子等特性。分析结果表明,在载人航天轨道的一些持续时间段内,航天器可以利用北斗(区域)系统完成绝对和相对定位功能。     

基于Labview虚拟仪器技术的无人机综合检测系统

基于Labview虚拟仪器开发的无人机综合检测系统,通过与飞控计算机、传感器等组成一个闭环系统,在地面测试验证过程中将能够实现快速数据采集和存储、信号模拟注入和故障注入、数据在线显示、数据回显等功能。其测试设备可以帮助试验人员准确、方便、完整地完成无人机系统的地面测试任务,从而保证无人机系统的功能完备性和可靠性,该综合测试系统已应用于某型无人机上。     

开源数据库在卫星控制中心的应用研究

实现信息系统的自主、安全、可控已成为测控中心系统的研究方向和建设目标。研究应用自主可控数据库是实现测控中心系统全面自主可控的重要环节。目前,卫星控制中心的数据存储系统大多以Oracle数据库为主,软件和技术服务费用昂贵,更新维护成本高,且可能带有信息安全和任务安全方面的风险。针对上述这些问题,研究分析了开源数据库MySQL在卫星控制中心系统中应用的可行性,对MySQL数据库做了全面测试,包括功能、性能、系统级的高可用测试,以及MySQL与Oracle数据库的性能对比测试。研究和测试结果表明,MySQL开源数据库可以用于卫星控制中心系统以及类似的测控中心应用系统,对今后测控中心系统应用自主可控数据库具有参考价值和借鉴意义。     

锚固站数量及布局对导航星座自主定轨影响分析

针对导航星座自主定轨中的星座整体旋转问题,采用增设少量地面锚固站的方法可有效解决该问题。通过推导星地距离对卫星轨道升交点赤经的偏导数,证明了星地距离对卫星轨道升交点赤经可观。仅考虑在我国大陆范围内布设锚固站的条件下,仿真分析了锚固站数量以及布局对导航星座自主定轨精度的影响。仿真实验结果表明:采用3个以上的锚固站,即可有效控制星座整体旋转,在14d的仿真时段内卫星自主定轨精度保持4m以内;锚固站数量越多,自主定轨精度越高,但随着锚固站数量的增加,自主定轨精度改善程度越来越小;在保持4个锚固站的情形下,采用不同的锚固站布局方案,自主定轨精度并无明显差别。     

太阳同步、回归轨道的轨迹漂移与控制

有相当多的近地轨道对地观测卫星都采用近圆形太阳同步、回归轨道。采用该轨道的主要原因是满足遥感系统的要求。因为利用可见光照相的遥感系统,要求有一定的光照条件并希望这样的光照条件尽可能不变。对于采用单自由度太阳帆板的卫星也需要采用太阳同步轨道来保证卫星的正常供电。回归轨道也称为地面轨迹重复的轨道,它的地面轨迹是均匀分布的,因此可以最有效地利用遥感系统对地面的覆盖,而且可以实现对任一地区的定期动态观测。由于大气阻力的影响,轨道高度会不断降低,轨道周期不断缩短,这就导致地面轨迹的向东漂移。各条轨迹的漂移量是不一样的,这就导致回归模式的破坏,最终影响飞行使命的完成。因此对于长寿命的对地观测卫星来说,都有一个轨迹控制的任务,即要对轨道作定期的调整,使实际的轨迹控制在标称轨迹附近的一定的范围内。本文推导了轨迹漂移的一般表达式,并在此基础上讨论了轨迹控制的模型,给出了计算轨道调整量及调整周期的公式。     

基于地月三角平动点的卫星自主定轨

近年提出了利用地月系平动点建立深空导航星座的设想。在受太阳摄动的真实力模型下,地月系平动点是不稳定的,从而会导致导航星座必须通过控制才能定点在特定区域。针对此问题,引入一种特殊的平动点轨道,即动力学替代轨道。平动点轨道卫星星座可利用星间测距数据自主定轨,由于动力学替代轨道具有长期稳定性,整个自主定轨过程不需要来自地面的测控支持,且定轨精度可达到观测精度。研究结果表明,观测资料的长短、导航卫星垂直白道面的运动分量都将影响到导航星间的自主定轨精度。该研究成果可以应用在以后的地月系导航星座中。     

利用卫星实现与飞行中巡航导弹的通信

本文讨论了与飞行中远程巡航导弹通信的需求以及卫星作为中继平台的潜力。国防卫星通信系统Ⅲ(DSCSⅢ）和舰队卫星通信（FLTSATCOM）星至少能够同时为70枚巡航导弹向水面舰只和陆基指挥中心传送200bit的状态信息。DSCSⅢ还可以同是为至少70枚巡航导弹提供准实时有人末制导支持（只要巡航导弹装有共影天线阵）。FLTSATCOM可以为2枚装有全向天线阵的巡航导弹提供相同的能力。这种能力包括传统末段敏感器图象数据，该图象数据的速率为每格每秒40kbits,取决于可实现的图象数据压缩比。本文还论述了指挥员利用这些系统重新瞄准新目标，允许一枚巡航导弹向地面传送一路末段敏感器图象。     

SDES：一种卫星入轨故障诊断专家系统原型

文章探讨利用专家系统技术和汉语语音合成技术等,实现航天器智能测试诊断的问题,介绍以此为目的开发的一种卫星入轨故障诊断专家系统原型,和实现这种原型过程中的主要工作,如问题择选、硬软件工具选择、硬件环境设计、软件环境设计、知识获取、系统结构设计、系统实现、存在问题分析与发展考虑等等。     

利用卫星实现与飞行中巡航导弹的通信

本文讨论了与飞行中远程巡航导弹通信的需求以及卫星作为中继平台的潜力。国防卫星通信系统Ⅲ(DSCSⅢ)和舰队卫星通信(FLTSATCOM)星至少能够同时为70枚巡航导弹向水面舰只和陆基指挥中心传送200bit的状态信息。DSCSⅢ还可以同时为至少70枚巡航导弹提供准实时有人末制导支持(只要巡航导弹装有共形天线阵)。FLTSATCOM可以为2枚装有全向天线阵的巡航导弹提供相同的能力。这种能力包括传输末段敏感器图象数据,该图象数据的速率为每枚每秒40kbits,取决于可实现的图象数据压缩比。本文还论述了指挥员利用这些系统重新瞄准新目标,允许一枚巡航导弹向地面传送一路末段敏感器图象。