空间环境天基探测现状与需求分析

天基空间环境探测是了解空间环境状态及变化规律的重要手段, 同时也是保障人类空间活动安全的空间环境预报业务的重要数据来源. 为了促进中国空间环境天基探测的发展和合理布局, 本文分析总结了空间环境天基探测的现状、特点以及能够服务于空间天气预报的业务监测能力情况, 从空间环境业务保障角度分析了空间环境天基探测的需求, 并对中国天基空间环境探测的发展思路进行了初步探讨分析.      

“北斗”卫星导航系统在气象领域的应用

2011年,总装备部和中国气象局联合启动了基于"北斗"导航卫星的大气海洋和空间监测预警应用示范工程。该项目主要包括高空气象探测、地面水汽电离层监测、海洋气象探测领域和气象信息发布系统。通过研发相关业务设备、应用软件,形成一系列相关的规范和标准,全面提升我国导航卫星气象观测水平,为气象预报     

英国国防部租用天网―5卫星

□□2003年秋,欧洲航空航天防务公司空间部(EADS Space)旗下的Paradigm保密通信有限公司(PSC),与英国国防部签署了天网―5卫星合同.该合同包括设计和制造天网―5A、5B两颗卫星,以及所有的发射业务、相关地面部分、网络和管理系统等,其最终目标是在今后15年内为英国国防部提供保密的军事通信业务.     

空间业务的规划方法及其评定标准——1985年国际电信联盟(ITU)将召开关于空间业务规划的世界无线电行政大会

在1979年国际电联召开的世界无线电行政大会(the World Administr-ative Radio Conference,以下简称WARC)上,主要是根据中国代表团的提案,通过了有关对地静止轨道的利用和空间业务规划的决议书,即在利用对地静止轨道方面,为避免和克服目前国际上存在的“先登先占”和“先发先占”的不合理现象,为保证所有国家在实际上能公平地使用对地静止轨道和分配给空间业务的频带,国际电联决定1984年将召开有关空间业务规划的世界无线电行政大会(WARC-84)。大会将决定哪些空间业务和频带要规划以及如何进行规划。如有可能,将像1977年卫星广播规划会议那样,对各国作具体的轨道位置和频率的分配,其中为世界各国所特别关注的是固定卫星业务的规划问题,即利用对地静止轨道的通信卫星规划,因为它与各国发展空间电信事业的利益息息相关。     

英国国防部租用天网-5卫星

2003年秋，欧洲航空航天防务公司空间部(EADSSpace)旗下的Paradigm保密通信有限公司(PSC)，与英国国防部签署了天网-5卫星合同。该合同包括设计和制造天网一5A、5B两颗卫星，以及所有的发射业务、相关地面部分、网络和管理系统等，     

在波折中前行--美军快速响应空间系统发展分析

近年来,美国快速响应空间系统(ORS)取得了长足发展,先后研制、发射并开展了3颗战术小卫星的在轨演示验证。2011年6月,第一颗快速响应空间系统业务卫星发射升空并已开始业务运行。美国国防部在2011年颁布的《国家安全空间战略》中提出要继续开发ORS能力并使之更加成熟。但在2012年,ORS的发展遭遇波折,美国国防部2013财年军事航天预算申请中提出将关闭2007年成立的快速空间响应办公室。     

基于空间卫星综合应用系统的天气预报业务框架构建

围绕空间卫星综合应用系统，在介绍天气预报业务系统基本框架的基础上，着重分析了天气预报业务化框架、网络的技术特点，以及天气预报业务的一些技术和方法．     

美国3个州空间机构的未来空间活动

美国佛罗里达、弗吉尼亚和夏威夷3个州的空间机构向商业空间运输办公室的工作小组介绍了各自的空间业务发展蓝图。佛罗里达州的官员说,今年5月中旬或下旬将在圣布拉斯角空军基地进行第一次亚轨道运载火箭的发射。其主要目的是为了使商业主顾们相信:小型商业有效载荷可以由政府的设施发射。弗吉尼亚州的空间活动蓝图有三方面的内容,一是支持航天方面的业务;二是扩大弗吉尼亚空间发展财团,把工业界与大学的研究结合起     

《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》发布

为全面推进国家民用空间基础设施健康快速发展,促进空间资源规模化、业务化、产业化应用,发展改革委、财政部、国防科工局会同有关部门研究编制了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,现摘编刊载如下。     

Ka频段宽带卫星之路有多宽

正最近几年卫星宽带已成为空间业务领域出现频度极高的主题词,似乎预示着通信卫星新的市场增长和发展机遇已经到来。作为频率研究的专业人员,在热切关注宽带通信卫星发展的同时,也希望针对当前备受关注的Ka频段宽带通信卫星用频的热点问题进行讨论,旨在为相关业界同行提供参考。     

Highlights of the Brazilian Solar Spectroscope

The digital, decimetric (950–2500 MHz) Brazilian Solar Spectroscope (BSS, Sawant, H.S., Subramanian, K.R., Faria, C., et al. Brazilian Solar Spectroscope (BSS). Solar Phys. 200, 167–176, 2001) with high time (10–1000 ms) and frequency (1–10 MHz) resolution is in regular operation since April, 1998, at the National Space Research Institute (INPE) at São José dos Campos, Brazil. The BSS has now been upgraded with a new digital data acquisition and data processing system. The new version of the BSS has improved the observational possibilities with the capability to record up to 200 frequency channels available in the selectable frequency range 950–2500 MHz. The GPS receiver permits the acquisition of data with time accuracy in the order of 0.1 ms. The software system of the BSS is composed by two distinct modules: the first, data acquisition system provides a flexible Graphical User Interface (GUI) that allows one to choose the observational parameters. The second module is the real time visualization system that permits real time visualization of the observed dynamic spectrum and additionally allows procedures for visualization and preliminary analysis of the recorded solar spectra. Using the new visualization system, we have realized two new types of dm-radio fine structures: narrow band type III bursts with positive as well as negative group frequency drift and dots emissions arranged in zebra-like and fiber-like chains. Furthermore, we have found flare generated fast wave trains according to their tadpole signature in wavelet power spectra for a decimetric type IV radio event (June 6, 2000 flare).     

航天器多通道近场无线能量传输系统设计

针对航天领域空间交会对接、航天器配电、在轨服务与维护等领域对无缆化的需求，提出了多通道近场无线能量传输系统，建立了多通道磁耦合近场无线能量传输系统数学模型，分析了影响系统传输效率的重要参数，并对关键参数对系统效率的影响进行了仿真分析。通过线圈高效耦合设计，实现了多通道近场无线能量传输系统的效率最优。所提系统解决了能量的无线传输，并实现多负载接收的问题。通过一台1 000 W多通道近场无线能量传输样机进行了实验研究，结果表明，所提多通道近场无线能量传输装置具有传输效率高的特点，解决了航天器无线能量传输的多负载问题。      

Advances in Research and Service of Space Environment in China

This paper presents the recent progress of space environment research and service in China.During the past two years,many models of space environment forecast and analysis methods of space environment effects have been developed for tailored space environment service for Chinese space mission.A new Re-locatable Atmospheric Observatory(RAO)for monitoring atmospheric wind,temperature,density and pressure of the near space from 20 km up to 120 km altitudes is being constructed.In space environment service space environment safety was provided to ensure the safety of CE-1 for its launch and operation in 2007.      

基于FSS-kernelBSS方法的机械故障诊断

机械设备发生故障时,故障特征的提取是很重要的.为了从观测信号中分离出不同的故障特征源信号,并根据分离信号准确地进行故障诊断,从观测信号样本出发,提出了基于有限支持样本核函数的盲源分离(FSS-kernel BSS)方法.此方法利用有限的观测样本估计信号的概率分布,得到了评价函数,具有很好的自适应能力.仿真试验结果表明:此方法能成功地分离超、亚高斯混合信号,与其他盲源分离方法相比,此方法具有更好的分离性能.将该方法用于转子不平衡和支座松动的复合故障信号的盲分离,分离出了各复合故障的主要频谱.分离结果表明:此方法应用于机械设备复合故障诊断中是可行的.     

基于智能空间的家庭服务机器人混合定位方法

智能空间在家庭服务机器人的应用中具有重要的作用,服务机器人的定位是其中的难点.首先提出了一种家庭环境下实现服务机器人进行家庭辅助操作的智能空间架构,然后对一种低成本的服务机器人混合定位方法进行了研究,该方法首先基于加权概率匹配定位算法的无线网络信号强度确定位置范围,然后读取智能空间中的无线射频标签进行位置计算,最后基于比例不变特征变换算法进行最终位置的视觉定位.在家居环境下的实验证明了该混合定位方法的有效性,该混合定位方法为服务机器人走入家庭提供了一种低成本、高可靠性的定位解决方案.     

GNSS-Reflectometry: Forest canopies polarization scattering properties and modeling

Nowadays, GNSS-Reflectometry (GNSS-R) can be a new promising remote sensing tool in the ocean, snow/ice and land surfaces, e.g., vegetation biomass monitoring. Although GNSS-R provides a potentially special L-band multi-angular and multi-polarization measurement, the theoretical vegetation scattering properties and mechanisms for GNSS-R are not understood clearly. In this paper, the GNSS-R vegetation polarization scattering properties are studied and modeled at different incidence angles (specular direction). The bistatic scattering model Bi-mimics is employed, which is the first-order radiative transfer equation. As a kind of forest stand, the Aspen’s crown layer is composed of entire leaves, and its parameters in Mimics handbook are used as model input. The specular circular polarizations (co-polarization RR and cross-polarization LR) are simulated. For cross-polarization, the received polarization is assumed as a linear (horizontal and vertical) polarizations and ±45° linear polarizations. Therefore, the HR VR, +45R and −45R polarizations are simulated here. Contributions from different scattering components at RR, LR and VR polarization are also presented. For co-polarization, it is large in the whole specular angles (10–80°). The scattering trends of the other cross polarization (HR, LR, +45R and −45R) are a little similar when compared to the RR and RV. Therefore, the RHCP and V polarizations are more favorable to collect the reflected signals. The trunk heights and crown depths do not affect the scattering trends of RR, RV and RL, while the trunk height has some effect on the scattering amplitude of different polarizations. The azimuth angle has more effects on RR, RL and RV scattering, especially in lower than 50°. The observation angles and polarization combinations are extremely important for GNSS-R remote sensing.     

Space Weather Service for Chinese Space Science Satellites

Strategic Priority Research Program on Space Science has gained remarkable achievements. Space Environment Prediction Center (SEPC) affiliated with the National Space Science Center (NSSC) has been providing space weather services and helps secure space missions. Presently, SEPC is capable to offer a variety of space weather services covering many phases of space science missions including planning, design, launch, and orbital operation. The service packages consist of space weather forecasts, warnings, and effect analysis that can be utilized to avoid potential space weather hazard or reduce the damage caused by space storms, space radiation exposure for example. Extensive solar storms that occurred over Chinese Ghost Festival (CGF) in September 2017 led to a large enhancement of the solar energetic particle flux at 1 AU, which affected the near Earth radiation environment and brought great threat to orbiting satellites. Based on the space weather service by SEPC, satellite ground support groups collaborating with the space Tracking, Telemetering and Command system (TT&C) team were able to take immediate measures to react to the CGF solar storm event.      

复杂深空通信网络的LTP传递时延建模及验证

针对简化场景下建立的LTP（Licklider Transmission Protocol）传递时延模型无法直接应用于复杂场景的问题，提出了一种复杂深空通信网络的LTP传递时延理论模型。已有研究多关注于一到两跳的简化场景或 bundle 保管开启状态下多跳场景数据传输模型的建立，然而其结果在复杂深空通信网络中，对于在 bundle 保管关闭状态下的深空通信并不适用。本文对LTP在复杂深空通信网络中的传输机制进行了分析，基于此分析对LTP在复杂深空通信网络中的传递时延进行了理论建模，搭建了仿真验证平台，仿真分析了模型的正确性及优势。结果表明，该模型计算结果与实验结果较为吻合，相比基于简化场景建立的理论模型，本文所提出的模型更加适用于复杂深空通信网络。      

星载可展开天线研究

海洋二号卫星微波校正辐射计天线(HY-2 CRA)是高增益、低副瓣、高波束效率、低损耗的天线子系统. 其高主波束效率、低损耗等要求对天线展开精度、形面精度、测试等提出了极大挑战. 由于卫星发射整流罩结构限制, 天线采用可展开机构形式, 并用正交模耦合器实现频率复用. 天线频率分别达到18.7 GHz, 23.8 GHz 和37 GHz.为了减小天线形面变形, 保证天线波束指向, 天线反射面(包括反射面支架、馈源支架)采用碳纤维复合材料, 确保天线在宇宙空间变形尽可能小. 本文就HY-2 CRA的设计、加工、测试等进行了论述.      

基于SSA和BSS的单通道盲信号分离算法

针对空间侦察中单通道宽带接收机截获到多个独立辐射源信号时的盲源分离问题,提出了一种新的单通道盲信号分离算法。该算法首先利用奇异谱分析（SSA）构建伪阵列信号,进而采用盲源分离算法（BSS）实现信号分离。仿真试验表明：该算法可以有效地分离空间侦察中的几种常用信号,对单频信号和线性调频信号构成的单通道信号,在信噪比大于6dB时,分离前后信号的相似系数大于0.9;对不同的相移键控信号构成的单通道信号,在信噪比大于4dB时,误码率小于0.01。