构建卫星状态诊断系统的一种实现方法

简要分析了卫星状态诊断专家系统在卫星管理工作中的必要性,说明了其应用范围和基本功能,着重介绍了该系统的设计与实现方法,说明了该系统在卫星管理过程中的应用情况。     

卫星状态智能诊断知识库设计方法

及时准确地发现并处理卫星出现的异常,对卫星运控管理非常重要,关系到卫星在轨使用寿命。设计卫星状态智能诊断知识库,基于该知识库构建的卫星在轨状态自动化报警诊断系统,能够辅助卫星管理人员进行运控管理,这对提高工作效率、降低管理成本、提高卫星安全性具有重要意义。     

辅助工程师设计的知识融合设计方法:卫星舱布局设计(英文)

卫星舱布局设计属工程系统设计问题,为用传统计算方法难以解决的问题,该问题具有三重难度:工程复杂性、计算复杂性和达到工程实用难。卫星布局设计师的成功经验表明,它需要依赖设计师的经验和智慧、借鉴先验知识和辅以"计算"进行设计,并实现人机结合。本文的人机结合方法采用在线人知识、在线计算知识和先验知识(如参考布局施工图)的知识融合方法,并在卫星布局CAD、仿真与评价系统平台上实现,发挥人机各自特长。主要研究:(1)设计知识:包括在线人知识、在线计算知识和先验知识的表达;(2)上述3类知识的广义描述模型及其知识融合方法;(3)人的作用。经以简化的国际通信卫星舱布局设计为例的数值实验验证,表明了本文方法的可行性。     

航天器控制高级语言的设计与实现

针对航天测控任务中存在的卫星控制人员手工操作多、任务准备周期长、自动化水平低等问题,在分析航天器控制流程的基础上,抽象出面向卫星控制人员的航天器控制高级语言,设计语言规范,描述Windows平台的编辑、编译、运行功能的设计与实现。该语言成功应用于某中心的卫星测控任务中,任务准备快速高效,大大减轻了卫星控制人员的工作量,任务过程自动执行,无需人工干预,提高了航天器控制过程的自动化水平。     

面向制造的卫星零件设计系统的研究与实现

针对卫星零件的设计和加工特点,提出了一种基于特征的卫星零件面向制造的设计系统体系结构,研究了基于特征的面向制造设计系统中的零件信息模型,确定了该设计系统中可制造性评价的内容,并建立了基于知识和几何推理的可制造性评价系统,以实现面向制造的设计技术在卫星零件设计中的应用.     

欧空局通信卫星监视设施的现状

欧空局通信卫星监视设施(CSMF)可为参与和负责卫星研制和生产的工程师们提供跟踪卫星在轨运行情况的手段。该设施可为这些工程师们提供与制造卫星过程一样的卫星接口。这种用户接口是用“欧洲试验操作语言”(ETOL)提供的。在卫星的射前、射后操作中,这种语言允许重复使用卫星控制系统的软件。     

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。     

NASA任务操作与控制结构项目

航天任务复杂性的增加与航天任务预算的急剧削减之间的矛盾造成了要求迅速降低卫星的设计与操作费用的巨大压力。为实现这些费用的降低,一种主要的方法是降低支持任务操作系统的开发和操作费用。 NASA总部通信与数据系统部用以解决该难题的一个策略是其任务操作控制结构(MOCA)项目。该项目的技术方面授权哥达德航天中心(GSFC)的任务操作部(MOD)负责。MOCA将开发出一种任务控制与数据获取结构及可支持标准,以引导未来卫星和GSFC的任务控制设施的开发。该结构将降低对全天24小时操作的需求,实现飞行与地面软件组件在不同任务间的高级别重复应用,并通过实现相应功能从地面到卫星的转移来增强整个系统的适应能力。 最终的结果是为GSFC自己开发的卫星的星地系统接口设计形成一种确定的方式,以及包括数据结构、接口和协议等在内的端一端卫星控制过程的规范。这些方式和规范都适宜于包含在对未来的空间卫星的征购文件中。如在征购文件中飞行软件核作为政府提供设备供给的话,将可得到开发和维护。 本文介绍了MOCA项目,包括其当前状态和未来结果。     

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。     

基于PUS协议的通用遥控指令设计及其XTCE描述

为了解决现今各卫星型号中遥控指令形式多样、参数多变、指令设计繁琐的问题,提出了一种通用的卫星遥控指令设计方法。该方法参考PUS(Packet Utilization Standard,包应用标准)对遥控指令包格式进行通用化设计,并使用XTCE(XML Telemetric and Command Exchange,基于可扩展标记语言的遥测遥控数据交换)格式对遥控指令格式和内容进行描述,能够快速有效地进行遥控指令的设计和动态生成,在满足卫星遥控指令设计和应用需求的同时又具有较好的通用性和继承性。实践表明,基于PUS协议的通用遥控指令设计方法及其XTCE描述能够有效地降低地面应用和测试软件的复杂度,提高软件的通用性和可靠性,缩短研制周期,降低卫星研制成本。     

基于DICOM标准的医学影像辅助诊断系统的实现

结合医学影像信息学与计算机科学的相关知识，分析了在构建PACS时，实现基于DI—COM标准的医学影像辅助诊断系统的方法。从系统框架设计、系统功能分析、运行环境要求、开发平台以及主要应用的相关算法等方面对医学影像辅助诊断系统的实现做了深入的分析，并设计实现了基于DICOM标准的医学影像辅助诊断系统。     

Japan's CS (Sakura) Communications Satellite Experiments

The Japanese Communications Satellite (CS), called Sakura, is a "Medium Capacity Communications Satellite for Experimental Purposes" and is the first experimental communications satellite in which 30/20 GHz bands were adopted and were developed for practical domestic use. Large scale field trials have been carried out for more than three years in order to evaluate 30/20 GHz (Ka-band) and 6/4 GHz (C-band) domestic satellite communications system technologies under actual operational conditions by using the CS Sakura launched in December 1977. Through the various experiments on Kand C-band large fixed and small transportable Earth station systems, satellite control experiments, and Ka-band propagation measurements, it has been verified that the medium capacity satellite communications system meets the design objectives.     

北斗三号系统卫星自主完好性监测技术

完好性对于全球卫星导航系统(GNSS)来说至关重要,关乎到其能否被放心应用。卫星自主完好性监测(SAIM)技术,是完好性监测技术发展的前沿趋势,国内外卫星导航系统均竞相发展。介绍了北斗三号系统SAIM技术设计与实现的重要意义,从功能设计和实现原理两个方面,阐述了北斗三号SAIM技术体制。针对SAIM实际在轨监测数据的正态分布特性服从程度和长期稳定性等问题,随机选取某一颗中圆轨道(MEO)卫星自2020年7月31日北斗三号系统正式开通服务以来至2021年7月31日连续1年期间的监测数据,得到真实在轨监测数据的分布特性。最后,提出了告警门限优化、分级告警策略设计、星历完好性自主监测等方面的后续发展必要性建议,旨在为北斗系统更好地为全球用户提供更优质的完好性服务提供参考。     

ATS-6 Experiment Summary

The ATS-6 is the most advanced experimental satellite that has evolved from the Application Technology Satellite Program conducted and implemented by NASA Goddard Space Flight Center (NASA/GSFC). This project utilizes a state-of-the-art spacecraft and ground terminal network to perform advance studies and to conduct technological demonstrations in a large number of scientific areas. The design and implementation of this unique spacecraft permitted multiple experimentation simultaneously. The control of the spacecraft is performed at ATS Operational Control Center (ATSOCC) located at NASA/GSFC. Experimentation which was performed covered a wide spectrum of communications, technological, meterorological, and scientific subjects. Three principal ground terminals are utilized to assist the experimenters to acquire data. Data reduction and analysis are performed by the many facilities at NASA/GSFC in support of the experimenters.     

Hyper Heuristic Approach for Design and Optimization of Satellite Launch Vehicle

Satellite launch vehicle lies at the cross-road of multiple challenging technologies and its design and optimization present a typical example of multidisciplinary design and optimization(MDO) process.The complexity of problem demands highly effi-cient and effective algorithm that can optimize the design.Hyper heuristic approach(HHA) based on meta-heuristics is applied to the optimization of air launched satellite launch vehicle(ASLV).A non-learning random function(NLRF) is proposed to con-trol low-level meta-heuristics(LLMHs) that increases certainty of global solution,an essential ingredient required in product conceptual design phase of aerospace systems.Comprehensive empirical study is performed to evaluate the performance advan-tages of proposed approach over popular non-gradient based optimization methods.Design of ASLV encompasses aerodynamics,propulsion,structure,stages layout,mass distribution,and trajectory modules connected by multidisciplinary feasible design approach.This approach formulates explicit system-level goals and then forwards the design optimization process entirely over to optimizer.This distinctive approach for launch vehicle system design relieves engineers from tedious,iterative task and en-ables them to improve their component level models.Mass is an impetus on vehicle performance and cost,and so it is considered as the core of vehicle design process.Therefore,gross launch mass is to be minimized in HHA.     

卫星授时与时间传递技术进展

近年来,卫星导航技术发展迅速.卫星导航系统以精密时间测量技术为基础,实现了伪距测量,进而实现定位.同时,卫星导航系统还提供了高精度授时功能.综述了卫星导航系统的授时和时间频率传递技术、基于通信卫星的授时技术以及双向卫星时间频率传递(TWSTFT)技术等.随着我国北斗卫星导航系统(BDS)的建成和提供服务,BDS授时应用研究正在快速发展.基于BDS/GNSS多系统的精密单点定位(PPP)时间传递技术已成为重点研究方向,未来将会应用于国际时间比对.同时,随着卫星通信技术尤其是低轨通信卫星技术的快速发展,低轨通信卫星授时会成为一个有潜力的研究方向.     

Verifying command sequences for satellite systems

A formal basis for the design of a checker used in validating safe schedules and in selecting error recovery schedules for satellite control systems is presented. This design includes a high-level specification of checker behavior and properties (called flight rules) of safe schedules. Specifications are written in timed linear logic (TLL). Validation of schedules is performed in terms of real-time telemetry and deduction system proof rules. Telemetry (state information for satellite subsystems) serves as input to the checker. Detection of violation of a flight rule by the checker results in the selection of a contingency plan (error recovery schedule). The checker is illustrated by an example involving the TOPEX/Poseidon Oceanographic Satellite System     

基于STK的小卫星轨道交会设计研究

利用球面三角形的几何关系进行了基于STK(卫星工具包)的小卫星轨道交会的规划和设计。采用一种较为方便的轨道交会设计方法,并使用功能强大的专业STK软件来仿真和演示,取得了良好的仿真效果,能够较好地满足航天器轨道交会设计的要求,对于其它类型的轨道规划有一定的借鉴作用,为各种航天器的仿真研究提供了一种新的方法。     

基于快速性能计算算法和序优化的卫星星座构型设计研究(英文)

卫星星座设计是一个复杂耗时的仿真优化设计问题。本文首先介绍了一种利用Hermite插值算法计算卫星星座性能指标的快速算法,用来减少计算复杂度和时间,并且基于快速算法建立了星座构型优化模型。其次引进了序优化理论,用来缩减搜索空间。针对星座优化问题,详细阐述了序优化所涉及到的精确和粗糙模型、有序性能曲线、选择规则和选择集合。通过对卫星导航星座和天基目标监视星座系统的仿真表明序优化理论对处理卫星星座优化设计问题是有效的。