基于天宫二号宽波段成像仪数据的气溶胶光学厚度遥感反演研究

为探究天宫二号数据用于空气溶胶光学厚度(AOD)反演的可行性,基于天宫二号宽波段成像仪数据,结合MOD09A1地表反射率产品,利用深蓝算法进行了黄河三角洲上AOD的遥感反演,并与Himawari-8 AOD产品进行了对比。结果表明:天宫二号宽波段成像仪数据可用于AOD反演,与同时期Himawari-8产品的拟合度为0.739,两者具有一致的空间分布;天宫二号宽波段成像仪获取的数据空间分辨率较高,能反映研究区AOD空间分布细节,在气溶胶监测方面有较大的潜力。     

天宫二号对地观测应用研究进展

天宫二号空间实验室在轨运行两年多的时间内,对地表、海洋和临近空间大气进行探测,获取了大批高质量遥感数据。针对天宫二号遥感数据的应用研究进展,总结了天宫二号3个对地观测载荷的主要应用技术指标,分析了所获取的多载荷遥感数据在国土资源、海洋及海岸带应用、湖泊监测、农业应用、生态环境和大气环境探测等多个领域的应用研究成果;对天宫二号遥感数据进一步扩大应用研究范围、数据定量化应用、多源遥感数据融合应用与智能化分析等进行了展望。     

高光谱观测卫星高精时间同步方案设计与应用

为了满足星上高光谱相机、全谱段光谱成像仪、星敏感器等时间精度敏感仪器的高精度时间同步需求,高光谱观测卫星上设计了可适应多种精度需求的时间同步方案。对于系统时间,综合通过星地时差集中校时、均匀校时、GPS总线校时、GPS硬件秒脉冲校时等校时方法进行时间修正;对于终端用户,分别给出直接采用广播的进行本地时间修正的时间同步方法、采用广播及内部秒脉冲的时间同步方法、采用广播授时和不同秒脉冲校时方案的地面时间重建算法。利用在轨数据,对卫星星敏感器、全谱段光谱成像仪及可见短波红外高光谱相机的曝光时刻时间重建方法进行了应用说明,并对不同方法的时统误差进行了分析。     

天宫二号空间实验室延寿设计及实施

天宫二号作为天宫一号的备份产品而生产,是地面贮存时间最长的载人航天器。为确保满足任务要求,同时提高经济效益,降低研制成本,开展了天宫一号备份器产品延长设备贮存期的可行性研究及措施制定工作,覆盖天宫二号产品数量的80%,通过识别和克服寿命影响因素,采用维修、改造、改善贮存环境条件、借鉴工程应用信息等延寿措施,首次制定了系统级载人航天器延寿方案。方案的有效性通过天宫二号完成神舟十一载人飞船和天舟一号货运飞船任务得到了验证,也可为后续航天器产品延寿工作设计提供参考。     

基于天宫二号数据的西南石漠化地区植被分类

为更好地对西南石漠化地区植被进行动态监测,将天宫二号可见光近红外数据作为一种新的数据源应用于该区域的植被分类。基于单一时相多数据源的天宫二号可见光近红外数据和Landsat8全色波段数据,采用面向对象的决策树分类法,将实验区一分为非植被、耕地、草地、灌木和乔木;基于多时相单一数据源的天宫二号可见光近红外数据,采用基于像元的决策树分类法,将实验区二分为非植被、耕地、草地、常绿灌木林、落叶灌木林、常绿阔叶林和落叶阔叶林。实验设计的3个关键点为:确定准确合理的植被分类体系、选择适宜的辅助信息改善分类效果、结合影像特征确定分类方法。结果表明,2组实验分类总体精度不低于0.70,kappa系数不低于0.61。     

天宫一号技术状态管理方法及工程实践

介绍了天宫一号地面研制和在轨飞行的技术状态管理方法,结合天宫一号工程实践,对该方法的应用进行了分析。结果表明,天宫一号研制过程中的技术状态管理方法适应工程实践的需要,在轨技术状态管理方法确保了飞行任务的成功。在天宫一号技术状态控制信息化及技术状态审核表格化管理的成果基础上,提出了后续载人航天器技术状态管理微观化和项目关联自动化的建议。     

基于天宫二号数据的北京市地表温度反演研究

针对新型国产遥感数据源天宫二号宽波段数据的波段特点,在传统劈窗算法的基础上推导出适用于天宫二号宽波段数据的地表温度反演算法参数,对北京市地表温度进行反演,并采用MODIS地表温度产品进行交叉验证。在此基础上,结合北京市不同土地利用类型图对地表温度情况进行分析。结果表明:天宫二号宽波段数据的波段设置满足地表温度反演的参数需求;利用天宫二号数据反演的地表温度与MODIS地表温度产品具有较好的一致性,相关系数为0.79,均方根误差为1.28 K;研究区不同土地利用类型地表温度存在差异,其中建设用地温度最高,水域最低。     

类天宫飞行器轨道衰降过程空气动力特性一体化建模并行优化设计

针对天宫一号目标飞行器无控飞行轨道衰降数值预报需要快速确定轨道积分高精度计算模型中的空气动力,在发展基于修正Boettcher/Legge非对称桥函数的天宫一号空气动力特性当地化算法基础上,对当地化算法的运算流程及对应程序代码进行了整体分析,根据原程序热点代码集中、数据独立性强及传输需求少等特点,发展了多核处理单元的并行优化方法。引入CUDA架构的GPU设备同时,开展了系统、算法以及语句三个层次的并行优化,设计了GPU内存对齐访问方案,使用数据传输函数,将算法求解部分内循环经过展开与合并,整理为整体移植入核函数的一个循环,利用GPU较强的并行计算能力提升运算效率,对函数、循环、指令等代码语句进行级别优化。使用设计的并行计算方案对类天宫飞行器空气动力特性当地化串行算法程序进行CPU+GPU移植优化,达到了近5倍的并行加速比,且使单次求解中GPU数据传输时间缩减为原来的23%,证实了并行方案和优化设计手段的高效实用性。在类天宫飞行器空气动力特性GPU并行算法程序验证基础上,使用GPU并行程序对天宫飞行器轨道衰降飞行340～120 km过程的气动特性进行了不同迎角、侧滑角等飞行姿态计算分析,提供了大量可供轨道飞行力学数值预报的空气动力计算数据。     

利用TLE数据判别天宫一号目标飞行器姿态

针对传统姿态判别方法对观测条件要求高、航天器翻滚速度缓慢情况下判别难度大的不足,从姿态变化引起迎风面积变化这一特点出发,提出了一种基于弹道系数的天宫一号姿态判别方法。使用双行根数作为数据源,对双行根数进行预处理,检测轨道机动事件并剔除误差较大根数;改进基于双行根数序列的弹道系数计算方法,并基于弹道系数结果判别出天宫一号姿态稳定、逐渐变化及翻滚三个阶段。     

一种空间应用与科学数据分发共享服务平台的设计与实现

针对载人航天空间应用与科学数据的在线分发共享需求,面向服务方式、业务流程和数据结构,分析了数据分发共享服务平台的功能与组成,设计了多层次、松耦合、易扩展的平台架构,解决了平台数据库逻辑模型设计、元数据自动提取、数据便捷在线服务、轨道仿真的技术问题与实现方式。平台应用可以实现海量、多源、异构空间应用与科学数据的统一,高效查询检索,以及典型应用成果宣传等;并已成功应用于天宫一号空间应用推广服务。     

周建平:天宫二号空间实验室将于2016年发射

<正>全国政协委员、中国载人航天工程总设计师、《载人航夭》主编周建平近日接受新华社记者专访时表示,天宫二号空间实验室将于2016年发射。天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份的基础上,根据天宫二号的任务需要改装研制而成。周建平介绍说,天宫二号的发射准备工作进展顺利,它将用于验证空间站的技术,也将接受航天员的访问。他表示:"天宫二号入轨并完成在轨测试后,将与之后发射的神舟十一号飞船完成交会对接。航天员在天宫二号上生活的时间将比在神舟九号、神舟十号生活的时间更长。"     

天宫号目标飞行器氢镍蓄电池压力-容量充电控制研究简

作为在轨管理的关键部分,良好的充电控制是保证蓄电池长寿命的重要因素.对于氢镍蓄电池,压力-容量充电控制是最理想的充电控制方式,但存在压力检测难度大、控制策略复杂等困难.天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池通过大量的压力测量地面可靠性试验,解决了压力传感器的测量稳定性及一致性问题;同时提出柔性充电控制策略,给出了压力-容量标准曲线、不同荷电态下的充电电流及压力控制点修正系数.在轨数据表明,天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池压力-容量充电控制稳定,满足设计要求.     

天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池压力-容量充电控制研究

作为在轨管理的关键部分,良好的充电控制是保证蓄电池长寿命的重要因素。对于氢镍蓄电池,压力-容量充电控制是最理想的充电控制方式,但存在压力检测难度大、控制策略复杂等困难。天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池通过大量的压力测量地面可靠性试验,解决了压力传感器的测量稳定性及一致性问题;同时提出柔性充电控制策略,给出了压力-容量标准曲线、不同荷电态下的充电电流及压力控制点修正系数。在轨数据表明,天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池压力-容量充电控制稳定,满足设计要求。     

中国首次空间交会对接大事记

9月29日21时16分,搭载着＂天宫＂一号的＂长征＂二号FT1运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭升空585s后,＂天宫＂一号被成功送入预定轨道。从此,中国人拥有了自主空间实验室,中国空间站建设的序幕也由此拉开。9月30日1时58分,在北京航天飞控中心科研人员的指挥控制下,＂天宫＂一号实施首次轨道控制,远地点高度由346km抬升至355km。     

一种高光谱图像的双压缩感知模型

高光谱图像因其海量数据性,给存储、传输及后续分析处理带来了挑战。压缩感知理论提供了一种全新的信号采集框架。针对高光谱数据的三维特性,提出一种双压缩感知的采样与重构模型。该模型在采样阶段兼顾高光谱数据的空间和谱间稀疏特性,构造了能同时实现空间和谱间压缩采样的感知矩阵;重构阶段不同于传统的压缩感知重构方法直接重构高光谱数据,而是将高光谱数据分离成端元和丰度分别进行重构,然后利用重构的端元和丰度信息合成高光谱数据。实验结果表明,所提双压缩感知在低采样率下重构精度较三维压缩采样提高了10 dB以上,更为显著的是运算速度提升了3个数量级,同时该方法还便于获得端元和丰度信息。     

简讯

“神八”与“天宫”顺利对接 11月1日清晨，携带神舟八号飞船的长征二号F火箭顺利升空。两天之后，神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器实现了刚性连接，形成组合体，这标志着中国突破了载人航天三大基础性技术的最后一项——空间交会对接。     

航天噪声环境对脑机接口的影响研究

针对目前研究较薄弱的脑机接口在舱内噪声环境下的适应性问题,通过调整天宫一号舱内噪声录音至60dB以完全模拟太空舱内环境噪声,探究了P300、SSVEP和运动想象三种脑机接口在模拟天宫一号舱内噪声环境下分类正确率和特征的变化。结果显示:模拟天宫一号噪声环境与安静环境(20~40dB)相比,P300靶刺激幅值发生了较显著提高,但是分类正确率无显著性改变;SSVEP的各频率信噪比和分类正确率无显著性改变;运动想象正确率下降且显著,但仍在适用范围。表明脑机接口在载人航天噪声环境下具有较强适用性。     

警惕心中的怪兽

2011年是中国航空航天业值得骄傲的一年.继9月29日"天宫一号"空间实验室成功发射升空后,"神州八号"飞船也于11月1日顺利发射升空,并于11月3日和14日连续两次与"天宫一号"成功实现交会对接.这标志着我国已基本掌握了航天器空间交会对接的相关技术,为今后建立中国自己的空间试验站打下了坚实的基础.     

天宫一号大气密度探测数据与模式的比较分析

利用天宫一号的轨道大气环境探测器在2012年12月7日至2013年1月4日，地磁活动平静下的大气密度探测数据，与NRLMSISE-00和JB2008模式进行比较。与实测数据相比，NRLMSISE4）0模式整体高估11．6％，而JB2008整体低估9．8％。JB2008模式在逐日变化趋势方面与实测结果更吻合，更好地反映了太阳辐射对热层大气的影响；而NRLMSISE-00在平静期间地磁活动影响大气密度的变化特征上，比JB2008更符合实测结果。实测结果显示冬季半球日峰值出现时间比夏季半球早，JB2008与实测相符，NRLMSISE-00则与实测相反。整体而言，在天宫一号轨道高度、地磁平静期，JB2008模式优于NRLMSISE-00模式。     

三艘远望号测量船全部凯旋 创造测控史上新纪录

2月2日15时许,＂远望六号＂测量船结束了154天3万余海里的总航程,顺利抵达中国卫星海上测控部港口。至此,执行＂天宫一号＂与＂神舟八号＂交会对接海上测控任务的3艘远望号测量船已全部凯旋。 自2011年9月2日起,＂远望三号＂、＂远望五号＂、＂远望六号＂测量船相继出征,布阵太平洋预定海域,联袂执行＂天宫一号＂与＂神舟八号＂交会对接等12次海上测控任务,累计海上作业539天,安全航行12万海里,创造单船一年执行任务次数最多、两次任务间隔时间最短、一次出航时间跨度最大、连续测控时间最长等4项我国航天远洋测控史上的新纪录。