小型科学卫星的地面站

为使小型科学卫星计划的总费用保持低水平，必须尽量降低地面站操作和支持费用。不仅要求操作和支持本身低费用，还要求地面站硬件以及与卫星任务有关的软件的开发也如此。Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ａｐｐｌｅｔｏｎ实验室（ＲＡＬ）最近在ＩＲＡＳ和ＡＭＰＴＥ国际卫星工程的经验已证明利用国家小型设施可以实现低费用目标。本文介绍了ＲＡＬ的设施以及研究软／硬系统模块化、可靠性和少量高水平专业操作人员的不同关系而降低成本的各     

一种用于小卫星的地面站

NASA已规划了可用“侦察兵”火箭发射的廉价“探险者”卫星新系列,将于九十年代初投入使用。利用当前的计算机技术已能制造出这样既简单又经济的卫星,用一个小型地面站即可对其进行操作,这种站将设置在卫星用户所在地,并将自主运行。除发射段和运行应急阶段的支持外,将不需动用NASA的测控设施。经论证,这种操作方式可在不降低性能的情况下减少航天任务的费用。     

实现多任务低费用测控服务的探讨

降低航天任务费用，提高航天任务的效费比是多年来各航天大国研究的重点，低费用空间操作是其中的一个重要部分。NASA提出的“更小、更快、更廉、更好”，成为各国实施低费用航天计划的指导方针。在提高卫星操作的交通方面也出现了许多新的概念和思路，如“功能最小化原则”。在技术上，低费用小型化地面站更受到市场欢迎；大力提高星上自主能力已成为小卫星的重要发展方向；地面站的联网与互操作成为实施空间操作服务的必然结果；标准化的推进，面向用户的商业化运作模式和现代管理思想等所有这些措施都体现了以更低的费用提供高质量卫星操作服务的宗旨。本文较为全面地分析了可有效降低测控操作费用的技术途径，在此基础上结合我国的具体情况，提出了一些改进、提高我国测控系统多任务低费用测控服务能力的总体思路，为我国测控系统的长远发展规划提供一些参考意见。     

小型低成本地面站的性能

本文探讨了用于小卫星的小型低成本半机动S波段地面站的性能极限。首先介绍空间新技术有限公司(SIL)地面站硬件和天线控制软件,然后计算在各种工作条件下的性能,包括对低地球轨道、高椭圆轨道和地球同步轨道任务的性能。最后为卫星任务设计者或规划者提供一些实际极限,特别是各种卫星任务中小卫星配合小型地面站可达到的下行链路性能。     

怎样选择和建立VSAT系统

本文对VSAT小型卫星地面站的建立过程、建立方法和设备选择等方面作了一定的介绍，对欲建立VSAT小型卫星地面站和从事VSAT小型卫星地面站设计有一定的参考价值。     

小型低成本地面站的性能

本文探讨了用于小卫星的小型低成本半机动Ｓ波段地面站的性能极限。首先介绍空间新技术有限公司（ＳＩＬ）地面站硬件和天线控制软件，然后计算在各种工作条件下的性能，包括对低地球轨道、高椭圆轨道和地球同步轨道任务的性能。最后为卫星任务设计者或规划者提供一些实际极限，特别是各种卫星任务中小卫星配合小型地面站可达到的下行链路性能。     

用于小型探测器类航天器的廉价地面系统

为了支持ＮＡＳＡ的小型探测器（ＳＭＥＸ）工程，哥达德航天中心的专用载荷部已开发研制了一个用于航天器总装和测试以及在轨运行的廉价地面数据系统。因为系统设计方案的灵活多变和低费用，也可用于哥达德中心的非ＳＭＥＸ卫星。本文介绍该系统以及开发过程中采用的设计原则，讨论在ＮＡＳＡ目前所见到的航天器操作发展趋势下该系统如何用于低费用操作。     

一种廉价的天基数据中继方法

美国国防部低轨卫星试验任务越来越需要不间断通信,使我们对地球同步数据中继业务更为关注。与额外再建造空军卫星控制网远方地面站相比,这可能是一种更经济的办法,而且可避免某一试验任务独占很多控制网资源。一种能近期试验天基数据中继系统的低费用解决办法是利用现有的两颗国防通信卫星Ⅲ号卫星,两个现有的超高频(SHF)地面终端站,以及被试卫星上的一个天线能自主指向的标准化小型终端。本文就来介绍这一系统。     

快星计划——小型科学载荷进入空间的捷径

在美国航天计划初期,科研工作者利用小型、廉价卫星系统能及时地进入空间,完成各种各样的科学实验。然而,近来由于高成本而且缺少发射机会的原因,大多数空间实验人员(无论是大学里的在校学者或者政府机构的研究人员)都无法参加实际航天飞行实验。本文介绍了一种小型、廉价、轻型、高性能卫星系统。该系统利用现代化的设计方法,能将各种科学实验设备送入空间,而其成本只是目前大型昂贵航天系统的十分之一。本文介绍了该类轻型卫星的系统设计,所用技术以及承载能力(质量、功率、指向、体积等)。作为整个小型卫星系统的一部分,我们还设计并建造了廉价、多用途可搬运地面站,以支持卫星的生产、测试、发射和在轨操作。最后,本文将描述样星的第一次飞行及其在轨性能。     

利用基于模型的推理进行卫星异常诊断

目前大多数卫星的监视和控制需要使用复杂的地面站，并驻有技术高超的操作手。卫星操作手必须能快速识别和诊断异常情况。许多情况下，不能完成此任务就会丢失重要信息，不能完成任务，极端情况是卫星损坏。许多负责操作卫星的政府和商业机构都面临削减预算，故要寻求用更少、技术水平较低的人员来操作卫星。这些机构寻找各种人工智能（ＡＩ）技术作为减少卫星地面控制设施人力以及技术水平的措施。至今将指出这种技术的不足，介绍利     

自主监视卫星

一、引言本文叙述利用越来越高级的星上数字处理技术提高小卫星性能和可靠性的可能性。介绍了控制数据公司开发的一种结构,这种结构能满足各种用户需求,而且可靠性很高。灵巧卫星意指星上有相当多智能(处理能力)的小卫星。二、增大小卫星的能力小卫星有如下两项工作要求,不同于大卫星系统的操作: ①操作需自主②直接给用户提供数据这两要求又导致如下情况,小卫星可能是低地球轨道,因此过地面站的时间窗口很短。     

小卫星的空间操作

CAT空间系统公司(原DSI)在80及90年代的“小卫星”计划中起了重要的作用。传统低轨卫星的设计、制造、发射及操作成本高,时间长。这些问题一直在激励人们去开发新的工艺、技术,以及低成本、毋需严格调整的卫星。这些卫星采用低功率“小卫星”通信设备(TDRSS用于NASA低轨星则要求大功率),通常搭载不需要大量冗余备价系统并且不需要大型地面设备和人员保障的有效载荷/实验设备。这种小型且适应性强的卫星还有研制周期非常短(通常1～2年)的特点。本文介绍了CTA空间系统(CTA/SS)在这些新计划中采用的几种方法和成功的有代表性的例子,并就如何减轻NASA越来越大的降低航天器及其操作成本方面的压力提出建议。重点是在任务操作的主控设施和各种用户终端(UT)中使用适应性强、功能足够、价格低廉的基于PC机的地面设备。这些系统以CTA/SS多种型号的用户终端成功地控制了20多颗USAF、USN、APPA卫星,从而使这些系统得到验证。这些用户终端经同步轨道卫星和低轨道卫星建立了链路,而且在边远地区自动担负起中继任务。由于用户可以很容易安装轻型天线(通常是用小功率马达、PC驱动的全向或螺旋型),低轨卫星的应用特别显示了这些方法的效能。几英尺长的同轴电缆与小型收发模块(小型PC机大小)相连,串行线与相应PC机相连,便     

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。     

DARA就小卫星利用商业卫星通信系统传递数据的概念性研究结果

国家对航天计划的预算要求航天工程低成本和高效费比。德国航天局(DARA)规定了一项指标,通过综合利用新概念来减少小卫星的开发和操作费用。 DARA提出一项研究课题,研究利用现有或即将建成的商业卫星通信系统来减少小卫星操作费用的替力,本文就介绍该项研究的成果。设想了多种数据传输方案,分析了低轨小卫星(科学)和下列通信卫星星座之间的几种方案:a)低轨通信卫星,即铱和全球星系统;b)中轨卫星,即ICO系统;c)地球同步卫星,即海事卫星系统。本文介绍利用这些卫星的技术可行性,限制条件以及可能的成本节省。     

webersat卫星的操作和实验结果

1990年1月21日,阿里安40将12公斤重低轨Webersat卫星送入800km极轨道,星上带有几种廉价实验载荷,供州立Weber大学的工程系学生学习航天经验。星上实验设备有:彩色CCD摄象机,CCD轻型光谱仪、视频强脉冲量化器、1.26GFHzNTSC视频上行线路,微撞击探测器和光学地平线探测器。卫星及其载荷的工作遥控由工程系学生从州立Weber大学校内的地面站来完成。在该地面站学生及其顾问监视星上各系统,规划并执行各种实验,观察实验结果。本文介绍了卫星实验,地面站要求以及迄今所得实验结果。     

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操作费用。     

欧空局的多任务地面基础设施(1996-2005)

为了支持欧空局(ESA)下世纪的多项卫星任务,该局正在建设地面多任务基础设施,支持1996-2006年之间预期发射的10多种不同类型的卫星(科学、地球观测、通信、货运飞船)。 该基础设施为不同任务提供公共的地面设施,其中心设在欧洲空间操作中心(ESOC),将延伸至FSA不同的地面站。 该基础设施包括6个主要系统: ·备有相应遥测、遥控处理器,以面向目标法建造的飞行控制系统; ·配有一整套综合性软件以及相关用户接口的飞行动力学系统,用于姿态和轨道的确定及控制; ·地面站监视及控制系统; ·遥测处理系统 ·遥控编码器; ·多用跟踪系统。 本文描述了该基础设施的各个系统,它们的相互接口以及实施计划。论述了该基础设施的设计方案以及采用的基本技术,特别突出了技术及操作上的先进性,以及这种方式的成本效益。     

月球探测卫星的轨道支持

主要讨论采用月球卫星的探测方式时，月球探测器对测控系统的轨道支持要求和实现手段。重点对月球卫星转移轨道段的轨道测量和确定方法进行研究，利用仿真的地面站的测距和测角资料进行了定轨误差分析。     

TSI可搬运式遥测、跟踪、遥控站

固定地面站网不足以使欧空局(ESA)的欧洲空间操作中心(ESDC)控制所有发射阶段的卫星,特别是极轨道卫星。为了弥补这一缺陷,ESOC提出了具体技术指标,以便欧洲工业界制造一种可搬运式地面站。这种地面站目前已部署在马德里附近ESA的维拉弗郎卡卫星跟踪站。本文叙述了这种TS1可搬运式测控站的技术特性和应用。     

因特网简便航天器地面操作

因特网是众多旨在降低航天器在轨操作成本的新技术之一,它允许地面小组不到操作中心即可对航天器进行监控。 地面控制人员需要对这一技术的效果进行验证,确保在降低卫星造价的同时,不会增加地面控制系统的费用。 由英国Rutherford Appleton实验室操作的卫星地面控制站的主管Peter说:“我们正向着不断提高的自主操作迈进,减少操作人员是我们的追求。”在99年10月4～8日举行的国际宇航联大会上,众多地面站操