天基近地轨道空间监视雷达卫星重访效能分析

空间目标监视系统是空间态势感知的重要支撑，为克服地基观测系统时空监视能力的限制，基于天基平台的空间目标监视技术是空间目标监视领域技术发展的必然趋势。天基监视雷达是天基监视技术的重要组成部分，着眼于未来空间监视的需要，必须开展天基雷达相关技术的研究。本文分析了近地轨道空间卫星间相对距离变化的周期性，以此为基础给出了天基雷达对观测目标的重访特性，为天基空间监视雷达卫星星座系统的设计提供了理论基础。     

空间目标监视雷达技术探讨

本文分析了空间目标分布特性和国外空间目标监视技术发展趋势，提出了我国发展空间目标监视雷达需要注重研究的关键技术。     

空间监视的“千里眼”

作战讲究知己知彼,百战不殆,只有对自己和对方的情况都有透彻的了解才有胜算的把握,空间作战亦是如此,而空问监视网承担了知彼的重任。它能够监视运行在空间轨道上的卫星等各种目标的一举一动。在这个并不安宁的世界里,能够做到知彼的空间监视网,不言而喻是一个国家国防建设的重要组成部分。空间监视网包括各种地基雷达、卫星和跟踪望远镜及深空望远镜等,其中各种地基     

空间目标红外辐射特性分析

研究空间目标的红外辐射特性,对于探测识别空间目标、监视空间碎片、保障卫星运行安全等问题有重要意义.本文以空间卫星为目标,分析了其红外辐射特性形成的原理,依据空间目标的热平衡方程,应用节点网络法求解目标表面的温度分布,并结合普朗克定律推导空间目标红外辐射度的计算方法,在分析总结相关资料的基础上得到了求解空间目标红外辐射特...     

基于汇聚点观测的天基光学监视星座设计

针对地球静止轨道目标监视问题,提出了一种基于汇聚点观测的天基光学监视星座设计方法.研究分析了地球静止轨道目标分布特性,针对静止轨道目标在特定位置分布密度较大的特点,设计了监视星座对汇聚点区域进行重点观测的策略.分析了监视星座的轨道类型和传感器观测策略,提出采用太阳同步轨道设计监视星座和相应的汇聚点区域观测的方法.在满足对汇聚点观测要求及同步带重访周期为1d的条件下,对星座进行了设计.仿真结果表明：设计的4颗卫星组成的观测星座,对同步带目标的重访周期小于1d,24 h内的平均观测时间约为900 s,且能观测到更多的同步带目标.该方法可供工程应用参考.     

基于立体观测的空间目标天基光学监视定位

利用天基观测平台实现对空间目标的有效监视是空间监视的发展方向和必然趋势。本文提出充分利用天基光学观测灵活性,采用基于双／多星立体观测定位的方法,提高空间目标监视定位效能,并就系统观测条件进行分析。     

空间目标天基光学混合状态SPKF跟踪方法

根据天基光学监视特点,利用直角坐标系和修正极坐标系分别在状态外推和状态更新上的优势,并引入UT变换避免空间目标非线性运动方程线性化外推的截断误差影响,实现对空间目标在混合状态空间的三维被动跟踪滤波。仿真结果表明,该方法在收敛性和稳健性上更有优势。     

空间目标光电巡天策略的优化

随着空间目标与碎片数量的激增,传统的基于目标跟踪的空间目标光电监视手段已不能满足需求,近年出现了面向空域的空间目标巡天观测。针对空间目标巡天观测的特点,同时考虑空间目标观测的目标个数和数据量,提出了一种空间目标巡天观测策略,并建立了相应的空间目标光电巡天优化数学模型。模型中通过0-1变量的使用,实现了目标函数和约束条件的线性化,十分有利于大规模问题的求解,能够更好地满足实际需求。仿真计算表明:策略简单,易于实现,并且有很好的效果;通过优化,只需要少量望远镜即能实现大批量空间目标的监视,并保持一定的观测数据量,为空间目标光电监视策略提供了新的思路。     

载人小行星探测目标选择

讨论了近地小行星载人探测任务的探测目标选择问题。在能量消耗与任务周期约束的基础上,综合考虑发射机会、目标观测完备度、应急返回能力等复杂任务约束,对近地小行星的可探性进行了评估。提出了逐层选择方法并给出了2020~2050年间适合载人探测的目标星序列,可为未来载人小行星探测任务的规划与设计提供参考。     

美空军正式接管海军空间监视网

近日美空军正式接管海军空间监视网,从而美国最老式的空间捕获探测器成为美国空军控制空间的最新利剑。2004年10月,美海军向美空军航天司令部第21空间联队移交了前海军空间监视系统——“屏障(Fence)”的操控权,不过空军请求海军在2004财年继续操控该系统。     

空间模块化机械手系统容错控制系统研究

研究搭载在空间站或其他近地轨道航天器上的空间模块化机械手系统的容错控制系统.与地面应用环境相比较,空间特殊的应用环境存在许多不同,因而传统工业机械手系统的设计技术不能直接应用于空间机械手系统的设计.考虑到空间应用对系统质量、体积、功耗、研制费用和周期所提出的苛刻要求,主要采用COTS器件设计并实现该空间机械手系统的容错控制系统,介绍了系统的软硬件体系结构及其特点,最后给出系统的性能参数.在系统设计中采用许多已有的设计技巧与工程经验,具有高可靠性和工程实用性.     

基于单星测轨进行LEO和GEO目标编目

针对既有天基探测的不足,本着降低卫星制造难度、使用复杂度,拓展监视对象的原则,针对编目测轨所需,论证设计了一个采用零倾角、9 000km高度轨道,装有7个可见光探测器,以空域监视方式支持空间目标编目测轨的构想。该构想只需1颗卫星,即可形成空间目标编目所需的测轨,独立支持LEO（低地球轨道）和GEO（地球同步轨道）目标的编目管理,具有战略、战术双重价值。     

空间目标探测与识别雷达工作频段与体制选择探讨

根据空间目标探测与识别雷达的任务要求,通过对雷达搜索、扫描、探测、多目标处理能力、分辨率的技术分析与经济性比较,给出了空间目标探测与识别雷达工作频段与体制选择的参考性结论。     

基于临近空间防空导弹的气动力控制系统仿真

对基于临近空间防空导弹的气动力控制系统进行了研究和设计。给出了导弹的气动力控制系统数学模型的推导、建立过程,并利用状态反馈配置极点的方法,对导弹的控制系统进行了设计。在MATLAB/Simulink平台上,对具体实例进行了仿真计算,给出了导弹与目标的飞行仿真轨迹,以及导弹俯仰和偏航两个通道的过载变化图。通过对仿真结果的分析,指出了所设计的气动力控制系统在飞行于临近空间、气动舵输出过载大小有限的情况下,也能够使得导弹准确拦截目标。     

一种复杂空间飞网系统参数优化设计方法

由轻质软绳索编织而成的空间飞网是为非合作目标捕获而提出的空间系统概念,在空间碎片和废弃航天器处理方面具有很大的应用潜力。从平台抛射出后,飞网在空间形成不稳定的网形,且网形变化规律受初始参数设计的影响较大。针对空间飞网系统设计与试验中系统参数匹配问题,本文提出以容错值作为飞网展开性能的定量描述,从捕获任务的层面,建立面向捕获容错的空间飞网系统参数优化数学模型;以抓捕固定距离、确定大小的目标任务为算例,联合Isight优化平台与ANSYS/LS-Dyna求解,得到飞网系统最优参数匹配,算例仿真结果表明结果的适用性;最后,利用试验设计和极差分析方法验证最优点的稳定性。研究的模型与方法为开展空间飞网系统地面及空间试验等工程应用提供理论依据。     

基于贪婪算法的空间编目观测任务调度方法

针对空间监视任务过程中涉及的测站级编目观测任务调度问题,提出了一种基于贪婪算法的观测任务调度算法,并给出了算法可行的理论证明。在程序的功能设计上,考虑了实际中心任务对时间要求不同和测站工作等特点,并以提高设备时间利用率和中心任务完成率作为程序设计的主要目标。通过软件仿真,该算法可以给出可行的测站观测任务计划,计划中设备实际时间利用率提高到80%以上,中心任务当日完成率达到50%以上,基本满足测站日常观测需要。     

超径向可视化技术及其在火箭设计中的应用

针对传统可视化技术处理高维多目标设计优化问题的不足,对超径向可视化技术开展了研究.该技术将超空间Pareto前沿无损地显示于二维空间,有助于设计人员直观了解复杂的Pareto解集空间、并快速获得较好的权衡设计.此外,在超径向可视化过程中,通过采用权重因子和基于偏好区间的颜色标记原则引入设计偏好,可以辅助设计者选择出更加符合特定偏好的设计方案.将超径向可视化技术应用于近地空间火箭的多目标设计优化,验证了该技术处理高维多目标设计优化问题的可行性和高效性.      

天基空间监视雷达系统相关技术探讨

空间态势感知能力是确保国家安全和经济利益的核心能力，而空间目标监视系统是其重要的支撑。由于地基监视系统受布站条件的限制和自然环境的影响，其观测能力和精度都受到很大的限制。本文介绍了天基空间监视雷达系统的概念和当前发展状况，并进行了框架意义上的天基空间监视雷达系统设计。     

航天测控频率规划设计中的空间分隔技术研究

本文给出了一种切实可行的空间分隔技术分析方法，为频率规划与设计工作提供了必要的依据。推导了两个空间目标与地面测控站之间的空间夹角关系，利用STK软件计算地面测控站跟踪卫星数据，并结合自行编制的软件，给出了计算夹角的技术实现方法。     

基于RBF神经网络的空间飞网机器人控制策略设计与改进

针对空间飞网机器人清理空间碎片的任务,利用RBF神经网络和滑模控制理论研究了输入受限情况下的稳定控制问题。首先基于图论和质量集中法建立了空间飞网机器人系统的动力学模型,并进行了动特性分析。接着考虑机动单元质量和干扰上界未知的情况,基于RBF神经网络方法设计了直接滑模控制器,可保证输入不受限下空间飞网机器人系统快速稳定。然后考虑执行机构物理约束,引入辅助系统,改进了基于RBF神经网络的直接滑模控制方法,证明了输入受限时系统的稳定性。最后通过数值仿真验证了所设计控制策略的有效性。