中国小卫星全寿命周期故障分布研究

基于航天东方红卫星有限公司已发射的100多颗现代小卫星的在轨故障统计数据,研究发现国内小卫星在轨故障的分布规律呈威布尔分布特点。继而针对CAST968平台和CAST2000平台小卫星的实际在轨故障数据给出在轨故障分布的经验公式,结合国内小卫星正样研制阶段的故障分布研究成果,对小卫星全寿命周期的故障分布规律和特点进行分析和总结,在国内首次给出小卫星全寿命周期的故障概率密度曲线和浴盆曲线。     

卫星在轨故障定位的系统分析方法

近年发射的卫星数量与日俱增，在轨卫星故障案例也随之增多，造成许多重大损失。在此背景下，文章提出了一种卫星在轨故障定位的系统分析方法，给出了系统分析流程和方法，通过三系统关联故障分析、通路故障分析和总线故障分析将系统级故障逐步分解，转化为设备级故障，最终通过试验验证将故障定位，同时给出了计算机辅助分析方法。该方法系统性强，快速易用，定位准确，已经在多次卫星在轨重大故障定位中得到了应用，效果良好。     

基于优先级的通信卫星遥测数据调度策略研究

针对卫星遥测数据对传输要求的多样性,以及用户观测遥测数据的周期要求各不相同等特点,提出一种基于优先级的卫星遥测数据调度策略,建立参数优先级、源包优先级、虚拟通道优先级和调度方式优先级四层进行综合调度,有效提高信道的使用效率,最大程度满足用户对于星载实时遥测和延时遥测的观测需求,同时提供了可针对不同速率遥测参数和用户观测特殊需求定制的遥测下传策略,具有更大的灵活性和可操作性。     

一种适用于多波束移动通信卫星数字载荷的新型实现结构

在上百波束大容量移动卫星通信系统的应用中,高优先级用户需要卫星载荷支持一跳通信的能力。而高优先级用户在卫星所有波束内随时间的动态变化分布,要求星上处理资源能够在所有波束间可自由调度。文章提出的二级分散式数字载荷实现结构彻底避免了高优先级用户无法接入卫星系统而星上处理资源存在空闲的情况的发生,使得星上处理资源的利用率达到100%。     

嫦娥一号卫星飞行事件的系统级FMEA

嫦娥一号卫星系统级FMEA采用从上到下的分析方法,对飞行事件中可能发生的故障,以及故障发生的原因、故障影响和在轨补偿措施等进行了分析;对嫦娥一号卫星系统级FMEA的特点、工作流程和分析步骤等几方面进行了阐述;并总结了嫦娥一号卫星系统级FMEA结果和工作体会,为进一步开展系统级FMEA研究和应用提出了建议。     

卫星故障处理中的分层定义技术

随着卫星通信技术广泛应用在社会生活各个方面．人们更加关注如何提高卫星的可靠性．这就对卫星平台的自动故障诊断处理能力提出了更多的要求。而卫星故障处理诊断能力的实现必须依赖故障处理分层结构。这种分层结构要能够自动覆盖卫星整个系统．具体来说可以分成正常运行和非正常运行两个方面。当前卫星自动故障处理技术已经在深空探测、近地轨道卫星、静止轨道通信方面得到了广泛的应用。     

CBERS—1卫星图像在黄河三角洲可持续发展中的应用研究

文章对我国的CBERS－1卫星遥感图像－1999年12月22日的黄河口零级数据进行了处理分析，并从图像空间分辨率、几何分辨率、地物识别能力等方面进行了图像质量评价。与同月份的LandsatTM图像对比，CBERS－1卫星图像具有更高的空间分辨率，更容易反映地物的细节，同时也指出了它的一些不足。在原有遥感地学智能图解系统的基础上，针对CBERS－1卫星的图像特征，开发了CBERS－1卫星数据预处理模块。该模块能快速处理零级图像，得到噪声小、清晰度高的CBERS－1卫星图像2级产品，便于开展遥感应用研究。     

卫星故障模式及演示技术

简要介绍了卫星故障模式及演示系统技术的三个组成部分：卫星故障模式、故障诊断专家系统和演示技术。说明了系统工作原理和主要研究成果，以及在太阳同步轨道卫星上的应用前景。     

小卫星星座系统级EMC设计与验证

针对小卫星星座系统级电磁兼容性(EMC)设计和验证的难度大、风险高等问题,从星座系统级EMC统筹设计和频率规划、星座系统EMC测试验证等方面,介绍小卫星星座系统级EMC设计及验证过程,提出基于最小资源占用的星座系统级EMC设计理念,以及基于模拟边界条件的逐级分步式EMC验证策略。小卫星星座应用实践结果表明:该设计理念可以显著降低星座频率资源、设备资源,减小EMC设计的频域隔离、空域隔离等难度;该验证策略可以尽早发现可能存在的EMC问题并及时解决,降低工程研制风险。设计理念和验证策略可行有效,可为复杂航天器系统的电磁兼容设计提供参考。     

基于双总线的FY-4卫星测控数管分系统及应用

介绍了风云四号(FY-4)卫星测控数管分系统特点及其应用。给出了测控数管分系统的组成和工作流程。采用CCSDS协议分包遥测,提出了虚拟信道遥测包调度策略、遥测包传输灵活配置策略、高精度高频可编程遥测,以及境外遥测全程采集4种分包遥测优化方法,实现了自主动态遥测采集和下传、在轨遥测异常排查、重点遥测波道高精度高频采样、卫星发射至定点过程的遥测盲区消除。分包遥控采用遥控数据优先级选择策略,保证了遥控与程控指令同时输出,实现了卫星发射至定点全过程的程控管理功能。设计了部件级和整星级故障管理策略,对部件级故障具备一定自主管理功能,其检测策略可对部件级故障进行诊断与切换重组,实现了对卫星重要故障状态的监视与应急处置。采用1553B+SpaceWire双总线结构,既满足了高低速数据使用需求,又提高了数据传输接口的通用性,同时对卫星重要参数有备份与恢复功能。FY-4A星表明:其测控数管分系统实现了预期的功能。     

卫星控制系统故障仿真技术研究

首先分析卫星控制系统可能发生故障的各种原因、现象及防止故障的各种措施,讨论仿真技术在卫星故障诊断和对策中应用,然后介绍卫星故障仿真的工具－卫星飞行控制模拟系统。     

基于迭代学习观测器的卫星姿态控制系统的鲁棒容错控制

针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法.该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UIO输入来更新当前故障信息,实现了执行机构的在线故障重构.进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的IL-UIO鲁棒稳定性和姿态角速度偏差一致有界性.最后,建立卫星闭环姿态控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性.     

卫星轨道保持的分散容错控制

本文基于Ｈ＾∝最估理论和矩阵奇异值分解技术，对卫星轨道保持系统进行了分攻容错控制，提出了容许执行机构故障和传感器故障的两种分散控制律设计方法，可使卫星控制系统具有明显的容错能力。     

卫星太阳电池阵在轨故障统计及分析

文章针对2000年1月至2012年9月期间79颗在轨卫星发生的114次太阳电池阵故障事件进行了分类统计分析,并利用Kaplan-Meier估计量分析方法对这些在轨故障进行了可靠性分析。结果表明:太阳电池阵的故障多发生在卫星在轨第一年,其中电子类故障发生率较高;不同卫星平台的系统缺陷或设计共性问题也与太阳电池阵故障紧密相关。最后,结合我国卫星太阳电池阵设计及制造工艺技术,提出了加强出厂前的测试和试验验证、加强仿真建模、加强冗余设计等建议。     

小卫星星务计算机的容错体系结构设计

介绍了一种小卫星的星务计算机系统硬件设计方案,并结合应用的要求给出了容错体系结构的设计方案,从冗余结构到容错管理模式,从故障检测和诊断到系统重构,多视角多层面地展现了小卫星容错体系的设计思路,最后还利用模型计算了系统的可靠度指标。     

卫星在轨失效统计分析

从故障影响的设备、范围、时间特性等方面,对20世纪70年代以来国内外卫星272次典型在轨故障进行了分析。研究发现,发生故障的设备和发生故障的时间等都存在明显的规律性。对这些故障特性的深入研究可以制定针对性的故障防护措施,以降低卫星故障的发生率,并有助于在故障发生后采取及时正确的措施以避免灾难性后果。基于上述研究,文章给出了卫星设计过程中有效规避故障的一些建议,以提高卫星的在轨存活率。     

东方红三号系列卫星在轨故障统计分析

迄今为止，东方红三号系列卫星累计运行时间已近30年，积累了相当可观的故障数据。文章在统计5颗卫星在轨故障信息的基础上，分析了该型卫星在轨故障随工作时间的总体变化规律，不同后果的故障和不同分系统的故障随工作时间的变化规律，以及卫星的可靠性增长。结论认为，该型早期卫星故障符合典型的浴盆曲线模型，早期故障较多，后期故障频繁；该型后期卫星同样存在早期失效，但特征不明显，除去空间干扰因素，卫星运行期间故障趋势相对平缓，卫星可靠性明显提高。     

国外航天器在轨故障统计与分析

统计和分析航天器在轨实际发生的故障,可以从中发现在轨故障发生的规律,并指导航天器采取预防或纠正措施。文章在收集航天器在轨故障的基础上,划分了故障的类别,总结了故障发生趋势。对航天器平台而言,控制、供配电、推进3个分系统的故障所占比例最高。针对航天器供配电、综合电子、推进、热控、环控生保等分系统的故障进行了统计,并分析了...     

三轴稳定遥感卫星姿控系统故障情况下的系统重构

论述三轴对地稳定遥感卫星姿控系统中部分轮子或部分陀螺故障情况下的姿控系统重构。文中论述了只在俯仰通道有一偏置动量轮正常工作，而滚动和偏航通道轮子故障条件下的系统重构。另外还论述了偏航陀螺故障，姿控系统其它部件正常情况下，控制系统采用Whecon原理与PIM控制相结合的设计。以上两种系统重构拟用于实际系统中，经过数学仿真验证，姿控系统在故障情况下能够完成基本任务。