小卫星姿控与星务管理的一体化设计

介绍一种将姿控系统和星务管理系统融为一体的设计思想，它节约了星载机资源，提高了系统信息处理的实时性，很好地体现了小卫星的质量轻、体积小、成本低的优势。对姿控系统的硬件组成、卫星的飞行模式和控制策略、星务管理软件的体系结构和总结设计思想、姿控软件的星务管理软件的接口设计等内容做了重点讨论。     

我国首个立体测绘卫星星座组成

正新闻:7月25日,资源三号03星在太原卫星发射中心成功发射入轨,与在轨的资源三号01、02星和高分七号卫星四星组网,组成我国首个立体测绘卫星星座,帮助更快更好地完成国土测绘和全球测图,进一步推动我国民用测绘事业快速发展。解读:资源三号系列卫星承担着提升我国基础地理信息精细观测能力、提升我国遥感卫星整体工程技术水平的重     

中国首颗高精度民用立体测绘卫星“资源三号”发射成功

<正>1月9日11时17分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功将我国首颗高精度民用立体测绘卫星——"资源三号"送入预定轨道,同时还搭载发射了一颗卢森堡小卫星。我国2012年航天发射取得"开门红"。资源三号卫星重约2650千克,设     

小卫星星务管理技术

阐述了第三代星上测、控、管系统 (星务系统 )的基本设计思想 ,它是基于现场控制、内嵌式微控制器和星上现场网络等概念开发的一项卫星新技术。该项技术实现传统卫星上的系统功能集成 ,具有全数字化、全网络连接、全分散式和在线组态的特点。该文给出星务系统与过去星上测控系统相比的最大两个概念跳跃 :内嵌式 ,整星全网络化。星务系统构成了一种星载柔性服务系统 ,用现场网络来协调、控制星上智能设备的相互联系 ,完成包括信息流、动作流、能量流的动态作业 ,可以在线下载任务和在线整定参数 ,改变传统卫星测控系统接口层的封闭性和专用性 ,实现星上设备“即连即用”。这就是构成星上集成电子学系统一体化的关键 ,构成“平台化”的核心。按星务系统技术设计 ,可以提高整星级可靠性和运行功能有效性 ,并可以加快研制进度和降低开发成本。该文还指出了星务系统和数管系统的不同 ,CAN总线和 15 5 3B的不同     

资源三号双星组网立体测绘更精更快

正5月30日11点17分,资源三号卫星02星在长征四号乙运载火箭的托举下,从太原卫星发射中心开启太空之旅。本次发射是长征系列运载火箭的第228次飞行。资源三号卫星02星由中国空间技术研究院抓总研制,是一颗民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星。作为资源三号卫星01星的后续业务星,资源三号卫星02星是我国空间基础设施规划批复后的首颗业务星,主要为国土测绘、资源调查和监测、防灾减灾、农林水利、     

“千里眼”让生活更精彩——资源三号卫星应用前景展望

在浩瀚的地球外层空间,一颗由中国制造的测绘卫星正用它的＂眼睛＂24小时全天候＂注视＂着地球,执行着测绘和资源调查的任务。这个不倦的＂守望者＂就是资源三号卫星,也是我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星。     

航天东方红卫星有限公司

正航天东方红卫星有限公司作为全球领先的小卫星系统解决方案提供商,经过十几年的发展,已连续成功发射了60余颗卫星,累计在轨超过200星年。先后开发验证了CAST968、CAST2000、CAST100、CAST3000和皮纳等高性能卫星平台,卫星产品覆盖对地遥感、海洋观测、环境与灾害监测、立体测绘和技术试验等多个领域,可为全球用户提供卫星在轨交付、技术和工程培训、项目咨询等多类服务。     

天绘-1立体测绘卫星概览

天绘-1立体测绘卫星是我国自主研制的第一颗传输型立体测绘卫星,搭载了全色分辨率2m、多光谱分辨率10m和三线阵测绘(也叫立体测绘)分辨率5m的相机各1台。天绘-1的01、02星分别于2010年8月24日、2012年5月6日成功发射,两颗星同时在轨运行。目前,已获取海量国内外有效数据(单景云量小于20%),覆     

最新消息

日本计划建设宇宙通信网□□为了在信息技术领域赶超美国 ,日本政府计划建设高速度、大容量的宇宙通信系统。为此 ,在今后 5年内 ,日本将投资 350 0亿日元 ,研制和发射技术试验卫星、地球环境观测卫星及高速因特网卫星、高速移动通信卫星等 1 0颗人造卫星 ,并由这 1 0颗卫星构成宇宙通信网。宇宙通信系统建成后 ,将会在通信方面建成不受时间和地点限制的高级通信网络 ;在广播、电视方面将实现数字化、多频道化、高像质化及高现场感等 ;在观测领域将建成高精度的卫星定位系统 ,可用于船舶和飞机通信、地图测绘、目标跟踪等各个方面 ;科学技术…     

张衡-1卫星的先进有效载荷

正1引言2018年2月2日成功发射的张衡-1卫星是我国地震立体观测体系第一个天基平台,它的主要科学目标是为未来建立地震前兆电磁监测卫星业务化系统进行技术准备。该卫星由中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司抓总研制。根据地震电磁辐射及其传播特征,张衡-1卫星配置了3类8种有效载荷:一是探测电磁场的有效载荷,包括高精度磁强计、感应式磁力仪和电场探测仪;二是探测等离子体的有效载荷,包括等离子体分析仪、朗缪尔探针、全球导航卫星系统掩星接收机(GNSS掩星接收机)和三频信标机;三是探测高能     

卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制

空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动力学系统受控运动的规律,在每一个姿态跟踪机动过程中,预测姿态偏差,通过卫星姿态演化的反演得到控制指令。以三角函数为基础,设计了一种卫星姿态大角度机动的运动轨迹规划方法。本文所述的轨迹规划及控制方法具有轨迹跟踪精度高、稳定性好,跟踪和机动过程平稳柔顺的特点。数学仿真验证了该方法的可行性和有效性。 关键词：轨迹规划; 模型预测与反演控制; 卫星姿态; 大角度机动     

高分七号卫星高精度控制技术与验证

高分七号卫星（GF-7）控制系统，一方面通过研制甚高精度星敏感器和高平稳度翼板驱动机构（SADA），提高部件性能指标；另一方面采用在轨参数标定、星地闭环补偿等控制技术，进一步提高系统性能。经飞行验证表明，控制系统实现了角秒级姿态测量精度，稳定度达到10-5(°)/s量级，与同类型测绘卫星控制系统比较，姿态测量精度和稳定度均达到中国领先、国际先进的水平，使中国遥感测绘卫星控制能力得到了大幅提升。最后展望了GF-7卫星控制分系统进一步提高控制精度的发展方向。     

小卫星动平衡研究--质心不对中对姿态的影响

首先定性分析质心不对中对星体动力学特性的影响，然后由拉格朗日第二类方程导出引力场下星体运动方程的矩阵表达式，最后以50kg级长方体3轴稳定小卫星为例，分析不同初角速度和不同时间历程情况下质心不对中对星体运动姿态的影响，并分析其对星体运动稳定性的影响．本文研究为同类品种小卫星的构型设计、姿态控制系统设计以及制定卫星动平衡精度提供依据。     

多视场低磁星敏感器及其在磁测卫星中的应用

下一代地磁导航等空间任务对地球磁场测量卫星提出了迫切的需求, 高精度地磁场测量卫星需要极高的姿态测量精度和空间剩磁环境, 对星敏感器提出了新的要求。针对这一需求, 研究了低剩磁高精度星敏感器的改进设计方法。采用三视场分体结构设计,提高了数据更新率,通过数据融合提高了姿态确定精度,同时对光学头部进行了精细化降剩磁设计。仿真和测试结果表明，改进的星敏感器设计方法能够实现较低的剩磁和较高的定姿精度, 满足地磁场测量卫星的应用需求, 具有较高的应用价值。     

静止气象卫星系统图象同步角的计算

同步角的计算是从静止气象卫星获得高精度图象的首要问题之一。同步角的精度不仅与卫星的轨道、姿态的确定精度有关,还和卫星的动力学稳定性以及观测时间有关。     

Stereoscopic observations from meteorological satellites

The capability of making stereoscopic observations of clouds from meteorological satellites is a new basic analysis tool with a broad spectrum of applications. Stereoscopic observations from satellites were first made using the early vidicon tube weather satellites (e.g., Ondrejka and Conover [1]). However, the only high quality meteorological stereoscopy from low orbit has been done from Apollo and Skylab, (e.g., Shenk $\text{et al.}$ [2] and Black [3], [4]). Stereoscopy from geosynchronous satellites was proposed by Shenk [5] and Bristor and Pichel [6] in 1974 which allowed Minzner $\text{et al.}$ [7] to demonstrate the first quantitative cloud height analysis. In 1978 Bryson [8] and desJardins [9] independently developed digital processing techniques to remap stereo images which made possible precision height measurement and spectacular display of stereograms (Hasler $\text{et al.}$ [10], and Hasler [11]). In 1980 the Japanese Geosynchronous Satellite (GMS) and the U.S. GOES-West satellite were synchronized to obtain stereo over the central Pacific as described by Fujita and Dodge [12] and in this paper. Recently the authors have remapped images from a Low Earth Orbiter (LEO) to the coordinate system of a Geosynchronous Earth Orbiter (GEO) and obtained stereoscopic cloud height measurements which promise to have quality comparable to previous all GEO stereo. It has also been determined that the north-south imaging scan rate of some GEOs can be slowed or reversed. Therefore the feasibility of obtaining stereoscopic observations world wide from combinations of operational GEO and LEO satellites has been demonstrated.Stereoscopy from satellites has many advantages over infrared techniques for the observation of cloud structure because it depends only on basic geometric relationships. Digital remapping of GEO and LEO satellite images is imperative for precision stereo height measurement and high quality displays because of the curvature of the earth and the large angular separation of the two satellites. A general solution for accurate height computation depends on precise navigation of the two satellites. Validation of the geosynchronous satellite stereo using high altitude mountain lakes and vertically pointing aircraft lidar leads to a height accuracy estimate of ± 500 m for typical clouds which have been studied. Applications of the satellite stereo include: 1) cloud top and base height measurements, 2) cloud-wind height assignment, 3) vertical motion estimates for convective clouds (Mack $\text{et al.}$ [13], [14]), 4) temperature vs. height measurements when stereo is used together with infrared observations and 5) cloud emissivity measurements when stereo, infrared and temperature sounding are used together (see Szejwach $\text{et al.}$ [15]).When true satellite stereo image pairs are not available, synthetic stereo may be generated. The combination of multispectral satellite data using computer produced stereo image pairs is a dramatic example of synthetic stereoscopic display. The classic case uses the combination of infrared and visible data as first demonstrated by Pichel $\text{et al.}$ [16]. Hasler $\text{et at.}$ [17], Mosher and Young [18] and Lorenz [19], have expanded this concept to display many channels of data from various radiometers as well as real and simulated data fields.A future system of stereoscopic satellites would be comprised of both low orbiters (as suggested by Lorenz and Schmidt [20], [19]) and a global system of geosynchronous satellites. The low earth orbiters would provide stereo coverage day and night and include the poles. An optimum global system of stereoscopic geosynchronous satellites would require international standarization of scan rate and direction, and scan times (synchronization) and resolution of at least 1 km in all imaging channels. A stereoscopic satellite system as suggested here would make an extremely important contribution to the understanding and prediction of the atmosphere.     

基于有向无圈图的敏捷卫星姿态机动策略

针对敏捷卫星一次过境时间内的同轨拼幅观测和同轨多点连续观测模式的姿态机动策略问题,提出一种基于时间序有向无圈图的敏捷卫星姿态机动策略算法.该算法首先将区域目标和点目标转化为若干条带目标,然后通过将各个条带的观测时间窗口离散成一系列带有条带信息的时刻点,构造时间序有向无圈图,将敏捷卫星对地观测姿态机动策略问题转换为图论的寻找最优路径问题.仿真算例表明,该算法能够有效解决敏捷卫星同轨拼幅观测和多点连续观测的姿态机动策略问题,获得最大化观测覆盖收益同时机动时间消耗最小的姿态机动方案.      

空间绳系拖拽系统摆动特性与平稳控制

考虑了任务星与废星的姿态运动以及系统组合体的面内外姿态运动,建立了绳系拖拽离轨系统动力学与控制模型,以切向常值推力下绳系拖拽轨道转移为任务过程,分析了任务星在喷气和零动量轮的限制姿态反馈控制条件下飞行时,废星姿态摆动、系统组合体面内外摆动和任务星姿态运动的规律及相互影响关系。采用留位和阻尼控制相结合的系绳张力复合控制方法,并结合任务星姿态控制,确保绳系拖拽转移安全平稳进行。仿真结果表明:常值推力下绳系拖拽轨道转移时,牵挂点偏置诱发的废星姿态周期性摆动会激发绳系组合体的面内外同频率高阶摆动,星体姿态运动是任务星姿态扰动力矩产生的主要因素;采用张力复合控制可有效消除废星姿态摆动并保持星间相对距离,结合任务星姿态控制,可实现离轨过程的平稳与安全,大幅减少任务星的姿控能耗。      

多星近距离绕飞观测任务姿轨耦合控制研究

针对多星近距离绕飞观测任务,建立了相对姿态轨道动力学模型,分别考虑了在椭圆、空间圆绕飞轨道上观测卫星的两种期望三角形编队构型,以观测卫星视线始终指向目标为期望姿态,采用基于四元数和角速度误差反馈的比例 微分控制律以及一种改进的基于人工势场法的制导方法相结合,对相对姿态及轨道进行控制。仿真结果表明：在控制律的作用下,绕飞过程中各观测卫星均能够有效地跟踪期望相对姿态和期望相对轨道;在空间圆绕飞轨道构型中,各观测卫星从初始同一位置出发后,在任意时刻3颗观测卫星构成的编队构型始终为正三角形,且正三角形的边长从零逐渐增大,最终等于期望正三角形构型的边长。     

基于深度增强学习的卫星姿态控制方法

针对卫星在执行丢弃载荷或捕获目标等复杂任务时遭遇的姿态突然发生变化的问题,采用深度增强学习方法对卫星姿态进行控制,使卫星恢复稳定状态。具体来说,首先搭建飞行器的姿态动力学环境,并将连续的控制力矩输出离散化,然后采用Deep Q Network算法进行卫星自主姿态控制训练,以姿态角速度趋于稳定作为奖励获得离散行为的最优智能输出。仿真试验表明,面向空间卫星姿态控制的深度增强学习算法能够在卫星受到突发随机扰动后稳定卫星姿态,并能有效解决传统PD控制器依赖被控对象质量参数的难题。所提出的方法采用自主学习的方式对卫星姿态进行控制,具有很强的智能性和一定的普适性,在未来卫星执行复杂空间任务中的智能控制方面有着很好的应用潜力。