卫星有效载荷的规划与调度

卫星有效载荷的规划与调度要求是指卫星根据自身资源情况合理安排各个载荷的工作状态 ,在满足各种资源约束的条件下实现资源的优化配置。有效载荷的规划与调度可以归结为典型的资源受限的规划与调度问题。本文以对地观测卫星的有效载荷系统为例 ,分析了卫星的资源特点和载荷的工作特性 ,在此基础上提出了一种有效载荷规划与调度的方法。仿真实例表明了算法的可行性     

卫星有效载荷的规划与调度

卫星有效载荷的规划与调度要求是指卫星根据自身资源情况合理安排各个载荷的工作状态,在满足各种资源约束的条件下实现资源的优化配置.有效载荷的规划与调度可以归结为典型的资源受限的规划与调度问题.本文以对地观测卫星的有效载荷系统为例,分析了卫星的资源特点和载荷的工作特性,在此基础上提出了一种有效载荷规划与调度的方法.仿真实例表明了算法的可行性.     

改进差分进化算法求解多成像卫星调度问题

针对多成像卫星联合调度规划建模难度大和求解复杂度高等问题,通过分析成像卫星的成像过程和工作原理,将成像卫星调度过程分为调度预处理、任务规划和调度优化3个阶段。在调度规划过程中,建立了多星联合调度约束满足最优化模型,采用启发式算法思想,定义了个体适应度评估函数,设计了任务冲突消解方法,提出了一种改进的差分进化算法。在此基础上,采用一些确定性规则对调度规划方案可行解进行了评估和二次优化。结果表明:提出的成像卫星调度问题求解方法能够有效地分配卫星资源,生成优化的调度方案。设计结果也能够为卫星系统最优化设计和效能评估提供必要的决策支持。     

定量遥感有效载荷配置方法与发展

针对定量遥感这一广泛应用于气象、海洋与环境等领域卫星的遥感技术，分析了各个领域的应用需求。为了解决如何根据定量遥感的应用需求，快速配置有效载荷，并合理设置有效载荷的探测谱段(频段)这一制约卫星发展的关键问题。提出了从探测目标着手的方法，首先，分析满足探测要素所需的谱段设置、指标要求和有效载荷配置类型，得出了有效配置载荷的方法和思路;其次，以全球云探测为例，验证本方法的合理性;最后，分析定量遥感有效载荷的发展重点和发展方向，为气象、海洋与环境领域等定量遥感卫星的长期发展提供技术支撑。     

敏捷成像卫星自主调度技术综述

针对现代卫星载荷能力与机动能力不断提升以及卫星任务需求多样化与复杂化程度持续增加的现状，阐述了敏捷成像卫星调度问题的基本特征，给出了敏捷成像卫星调度问题的一般化描述方法。在此基础上，分别从自主感知、自主决策和自主协同三个方面梳理了国内外敏捷卫星自主调度关键技术的研究进展。最后，面向未来卫星技术发展需求，指出了敏捷成像卫星自主调度技术进一步的研究方向。     

环境与灾害监测光学有效载荷发展综述

环境与灾害监测目标具有多样性、定量化要求高等特点,非常适合光学载荷发挥其信息量丰富、种类多、精度高等方面的优势。在国际上,此类光学载荷发展迅速,新技术不断涌现,值得学习借鉴。文章重点阐述了应用于环境与灾害监测民用卫星的光学有效载荷的发展现状和发展趋势,为中国第二代"环境与灾害监测预报小卫星星座"的相关光学有效载荷发展提供参考。     

一种星载1553B总线远程终端设计

为了满足卫星有效载荷与卫星平台之间可靠的数据通信，实现卫星载荷单机的小型化，优化卫星载荷的性能，提高子系统的集成性，文章提出了利用FPGA，取代CPU、单片机和DSP，来控制1553B总线通信协议芯片JKR65170S6，以实现1553B总线远程终端的功能。采用芯片中16位缓冲零等待模式，设计了两种控制芯片的软件模式流程：中断模式和查询模式，给出了两种控制模式的状态转移图。完成了载荷单机和数管系统的数据通信，并对实现的1553B总线接口功能进行了测试验证。测试结果表明，1553B总线远程终端功能正常，性能良好，接口控制信号时序符合手册时序要求。用FPGA取代CPU、单片机和DSP等的控制，将载荷功能和接口通信集中在FPGA中实现，减小了卫星有效载荷的体积及功耗，增加了系统的可靠性。     

通信卫星灵活载荷技术综述

通信卫星逐步由高轨地球同步轨道卫星向高、中、低轨结合的全球覆盖卫星方向发展，多业务和多重覆盖的发展趋势对通信卫星的灵活性提出了更高的要求。通信卫星配备灵活载荷已经成为重要发展方向，对面向个人用户的高通量通信卫星及高、中、低轨结合的组网通信卫星来说尤为重要。配备灵活载荷的通信卫星能实现端到端业务，能灵活调整覆盖区，实现灵活组网，并提升资源利用率。分析了国内外通信卫星灵活载荷的发展动态，介绍了通信卫星灵活载荷的技术特点，并给出了有效载荷方案，最后阐述了通信卫星灵活载荷发展的关键技术及发展思路。     

全数字化星载信号处理载荷架构设计

面对商业航天新业态的迅猛发展,围绕高可靠、高效率、高效益的航天发展目标,针对卫星有效载荷的载荷核心——星载信号处理载荷部分,参考美国国家航空航天局的空间无线电通信体制设计思路,以硬件平台化、功能软件化、软件构件化为特征基础,通过对软硬件体系、载荷时频、重构方式、资源共享等多元化的设计,构建了一种灵活、通用、易扩展、需求适应强的全数字化星载信号处理载荷架构。相比于传统星载信号处理载荷,采用该架构设计的星载信号处理载荷可以广泛适应各类星载信号处理的需求,极大地提升有效载荷的信号处理能力及可靠性,降低载荷的研制周期与成本,为未来卫星有效载荷的软件化、网络化、智能化发展提供技术支撑。     

中国的资源探测卫星（下）

千里眼视力大增 为了满足国家和广大用户对资源卫星数据产品的连续性需求,并结合中国航天技术的发展水平和资源卫星的技术现状．2007年9月19日中国又把资源1号02B星送人轨道。该卫星继承了资源1号02星的有效载荷设备．并增加了新的兼具试验功能的载荷设备．对后续中巴资源卫星的研制生产将起到极其重要的作用。2007年9月22日．北京、广州、乌鲁木齐3个地面站顺利接收到该卫星发回的对地观测数据。     

基于并行禁忌遗传算法(PTGA)的预警卫星传感器调度研究

对预警卫星的传感器调度进行了研究，提出了传感器管理调度的系统组成。通过对传感器调度的分析，建立起相应的数学模型，定义了评价指标。结合并行遗传算法和禁忌搜索的特点，提出了一种新的解决预警卫星传感器调度问题的并行禁忌遗传算法(PTGA)。该算法采用多种群和禁忌搜索思想改进遗传算法的性能，从而提高整个算法的收敛速度和精度。实验结果表明该算法有效地解决了多目标情况下的传感器实时调度问题，并优于一般启发式算法。     

太阳,地球,卫星相关模拟源设计

“风云二号”自旋稳定地球同步气象卫星，以地球脉冲作为姿态控制基准，以太阳脉冲作为图像扫描基准，太阳、地球、卫星三者之间的相对关系在连续不断地运动变化。为了验证扫描成像原理和在地面测试卫星的成像质量，需对三者的相对关系进行研究。在此基础上，研制出太阳、地球、卫星相关模拟源，成功地用电子信号准确模拟“风云二号”卫星在静止轨道上感受到的不断变化的太阳、地球信号，使卫星的成像测试顺利进行，同时发现了卫星设计中存在的问题。     

低轨卫星高能效载波功率资源联合调度算法

结合多波束低轨（multi-beam low earth orbit, MB-LEO）卫星通信场景，研究了一种多目标载波功率联合优化（joint subcarrier scheduling and power control resource allocation, JSSPC-RA）算法。通过求解整数混合规划非凸优化问题，得到了不同通信需求下MC-DS-CDMA子载波和子载波功率的联合调度方案，实现了系统用户未满足容量和卫星总功耗的最小化。仿真结果表明，相对于传统的载波功率均分策略，JSSPC-RA算法能够在满足系统吞吐量需求的前提下大幅节省卫星总功耗；同时，通过调节权值系数，JSSPC-RA算法可以生成用户吞吐量需求与卫星总能耗折中的系统设计方案，适用于频谱、能量资源高度受限的MB-LEO卫星系统。     

卫星对动能拦截器的一种规避策略

为了解决卫星对逆轨来袭动能拦截器的末段防御问题,提出了一种卫星轨道机动规避策略。首先建立了拦截器攻击区的概念,分析了攻击区的特性,具体推导了攻击区的估算方法。在此基础上,根据卫星机动对拦截器攻击区的影响,提出了卫星的轨道机动规避策略。最后,对所提出的攻击区估算方法和卫星轨道机动规避策略进行了仿真验证。仿真结果表明,在拦截器推进剂充足和滚动角稳定值已知的条件下,所提出的攻击区估算方法比较准确;卫星的轨道机动规避策略有效可行。所提出的规避策略对处于攻击区内不可逃逸圆外的卫星,可以保证其以最短的机动时间成功规避拦截器的攻击,对处于不可逃逸圆内的卫星,也可以保证其具有最大的成功规避概率。     

卫星姿态的几何确定方法初探

利用卫星模拟遥测数据确定的卫星姿态是卫星发射中的重要参数。从几何姿态确定原理入手,研究如何利用遥测信息确定自旋卫星的姿态,列写了卫星周期、自旋角速度、两面角及太阳角的计算公式,分九种情况列写了卫星姿态的计算方法及公式,并对文中方法在海上测控任务中的应用情况进行了分析。     

卫星太阳能帆板的撞击问题

本文研究卫星帆板展开过程中的撞击问题，用子结构方法和单向递推组集方法行到经铰坐标和柔性体模态坐标为系统广义坐标的撞击阶段柔性多体系统的动力学方程，由与撞击有关约束方程的Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子导出撞击力的计算公式，计算了卫星帆板在撞击过程中撞击力的最大值和卫星姿态角速度的变化规律。计算结果表明，对柔性体之间的碰撞，卫星姿态角速度在变化过程中呈现上下波动的趋势。     

卫星图像采集任务调度系统的设计与实现

随着卫星遥感技术的高速发展 ,卫星图像在众多领域有了广泛的应用。文章给出了一个卫星图像采集任务调度系统的总体结构及其功能 ,讨论了该系统实现过程中的卫星资源描述、卫星图像采集任务描述、调度引擎、卫星时间窗口的仿真计算、调度结果的可视化展现等关键技术 ,归纳了系统的特点 ,并总结了今后系统的研究方向     

应急常态化的测控网资源调度管理模式研究

随着在轨卫星数量的迅速增加,卫星应急测控需求的立即响应已趋于常态化。为更好地满足应急常态化条件下航天测控网资源调度系统的高时效性要求,提高应急任务满足率,文章分析了传统应急条件下资源分配方法所存在的问题,对应急常态化的资源申请框架进行了完整重构,并针对该框架中的任务非全弧段分配、合作博弈及优先级模型等关键技术进行了深入研究,使得资源的使用更加合理,可有效提高应急申请的响应时效。     

遥感卫星应用系统的一种多任务并行调度方法

任务调度是遥感卫星地面应用系统管理控制的一个重要功能。为了解决系统生产任务量大,并行调度多等难点,文章提出了基于任务优先级生产策略、面向遥感卫星地面应用的一种多任务并行调度方法,并针对任务特点设计了一套新的线程池运行机制用于多线程的管理。该方法提高了任务调度效率和系统资源利用率,并行执行的任务数量大,系统资源消耗低,任务执行的延迟率减小,解决了遥感卫星地面应用系统时效性低的问题。