一种AOS遥测源包多路调度算法

高级在轨系统（AOS）体制的核心是调度策略,文章针对我国航天器遥测数据及信道特点,提出了一种高效的AOS遥测源包调度算法,该算法基于优先级调度,对各种数据可以设计不同的优先级,在调度时满足了低速数据的传送要求以及突发数据等高实时性的要求,尤其是信道空闲时算法在优先调度高优先级源包的同时,也兼顾了低优先级源包的下传需求。...     

基于双总线的FY-4卫星测控数管分系统及应用

介绍了风云四号(FY-4)卫星测控数管分系统特点及其应用。给出了测控数管分系统的组成和工作流程。采用CCSDS协议分包遥测,提出了虚拟信道遥测包调度策略、遥测包传输灵活配置策略、高精度高频可编程遥测,以及境外遥测全程采集4种分包遥测优化方法,实现了自主动态遥测采集和下传、在轨遥测异常排查、重点遥测波道高精度高频采样、卫星发射至定点过程的遥测盲区消除。分包遥控采用遥控数据优先级选择策略,保证了遥控与程控指令同时输出,实现了卫星发射至定点全过程的程控管理功能。设计了部件级和整星级故障管理策略,对部件级故障具备一定自主管理功能,其检测策略可对部件级故障进行诊断与切换重组,实现了对卫星重要故障状态的监视与应急处置。采用1553B+SpaceWire双总线结构,既满足了高低速数据使用需求,又提高了数据传输接口的通用性,同时对卫星重要参数有备份与恢复功能。FY-4A星表明:其测控数管分系统实现了预期的功能。     

一种源包和虚拟信道相结合的AOS调度算法

针对目前高级在轨系统(AOS)应用中遥测调度算法大多没有同时支持源包和虚拟信道2级调度的问题,提出一种基于AOS遥测源包调度和虚拟信道调度相结合的算法,实现同时对源包调度和虚拟信道调度层面的支持。针对源包调度,提出一种基于源包刷新率的动态优先级调度算法,以保证实时数据及时下传。针对虚拟信道调度,提出一种采用最重要(VIP)/同步/异步相结合的3级调度,保证信道的合理分配利用。分别采用源包调度策略、虚拟信道调度策略和文章提出的算法策略,对某航天器下行数据的平均时延进行仿真。仿真结果表明:文章提出算法策略的平均时延,低于源包调度策略和虚拟信道调度策略,比单独采用源包调度或者虚拟信道调度的算法具有更高的复用效率和公平性。     

一种适用于多波束移动通信卫星数字载荷的新型实现结构

在上百波束大容量移动卫星通信系统的应用中,高优先级用户需要卫星载荷支持一跳通信的能力。而高优先级用户在卫星所有波束内随时间的动态变化分布,要求星上处理资源能够在所有波束间可自由调度。文章提出的二级分散式数字载荷实现结构彻底避免了高优先级用户无法接入卫星系统而星上处理资源存在空闲的情况的发生,使得星上处理资源的利用率达到100%。     

轨道根数驱动的遥测接收站自动化运行体系研究

以某卫星遥测接收站为例,构建基于轨道根数驱动的遥测接收站自动化运行体系。系统根据轨道根数自主计算观测弧段,根据生成策略自动制定工作计划,并自主调度站内资源执行工作计划,实现了用户"无人职守"、设备自动化运行、工作计划自动生成和执行等需求,并为测控系统高度自动化运行和测控网高效管理提供了一个有益的探索方向。     

一种基于构件的可重配置通用星载遥测软件设计

传统遥测处理设计方法,其软件逻辑处理与用户需求紧密耦合,难以重用。通过对星载软件构件化技术和航天器遥测需求进行分析,采用软件构件设计遥测处理模块,完成遥测采集、存储、包调度、虚拟信道调度和下传。构件化设计的遥测模块,通过参数配置和构件组装的方式实现不同的遥测需求,从而实现通用化遥测软件。经试验,结果表明,构件化的通用星载遥测设计方法,具有良好的任务适应性,能够显著降低开发时间和成本,可为通用化航天器遥测模块设计提供参考。     

面向自然灾害应急的卫星协同观测策略研究

对地观测卫星因其宏观、快速、动态、准确的优点在防灾、减灾、救灾领域发挥着重要作用,是自然灾害应急不可替代的全球观测手段。现有的卫星协同观测存在灾后有效数据不能完全覆盖灾区、亚米级空间分辨率数据匮乏等问题,不能满足日益丰富的自然灾害应急管理需求。为充分发挥在轨卫星效益,提高灾区灾后有效数据覆盖率,文章深入分析自然灾害观测环境复杂、时效性强、观测要素多、观测范围大、观测密集度高等特点,围绕空间分辨率和观测频次等关键指标,梳理典型自然灾害应急观测需求。之后,结合灾害目标特点及其时空变化规律,综合考虑星地资源状况和约束条件,提出一种自然灾害事件驱动的基于目标优先级排序和时空约束的多星协同观测策略,对解决自然灾害应急观测期间"灾后数据多,有用数据少"问题具有借鉴意义。     

考虑任务聚类的多星观测分阶段调度方法研究

单个轨道圈次内星上能量和侧摆次数有限,在卫星观测调度时考虑任务聚类可以提高观测效率。分析了满足用户分辨率需求下多任务聚类的约束条件,并对聚类任务的时间窗口和侧摆角度进行了合理优化。提出了先聚类后调度再修复的分阶段求解策略:首先用团划分聚类算法和启发式插入聚类算法把多星多轨道圈次观测调度问题转化为单星单轨道圈次观测调度问题,然后采用基于时间序无圈有向图的多准则优化卫星调度方法求解单星单轨道圈次调度问题,最后提出一种修复策略进一步优化调度结果。案例仿真表明,提出的方法可行,能够提高卫星的观测效率。     

小卫星故障诊断与处理技术

介绍一种简单有效的故障诊断及处理技术，它将小卫星的故障分为分系统级，系统级和系统外部级三种，并由星务管理软件处理系统级故障，在每个循环周期都对遥测参数进行采集和监测，故障发生时，根据故障的优先级，选择并恢复具有最高优先级的故障。该技术在某小卫星中应用，能有效满足系统控制周期的限制和系统可靠性要求。     

面向应急事件的卫星任务规划技术

陆地观测卫星在轨运控中,面向用户成像需求的任务规划通常分为常规和应急两种类型。常规任务规划即根据需求的类型及空间位置,结合卫星轨道信息进行需求过境计算及常规任务安排,以获取卫星影像数据;应急任务规划即通过技术手段实现卫星快速应急成像。文章通过分析卫星常规及应急运控模式,提出了卫星应急成像任务规划模式下需求统筹、卫星资源综合调度、应急可行性分析、测控和接收资源调度、应急计划快速调整等关键技术,总结了中国陆地观测卫星应急成像能力,对应急任务规划系统设计提出可行性建议,有效地提高了卫星应急时效性。     

中国海洋一号卫星电源系统设计与在轨性能评估

中国海洋一号卫星电源系统设计指标、地面测试数据与在轨遥测参数三者一致。数据分析表明,电源系统设计合理、正确,各项技术指标先进,满足卫星平台及有效载荷的功耗需求以及对电能品质的要求。     

卫星数据采集系统应用与展望

一、卫星数据采集系统及其关键技术卫星数据采集系统是利用航天遥测、遥控、遥监等技术,对航天器远地点进行各种监测,并根据需求进行自动采集,经过卫星传输到数据中心处理后,送给用户使用的应用系统。卫星数据采集系统的技术特点是:能自动提取被采集的数据;数据率较低;数据分时采集;覆盖     

导航卫星遥测数据趋势预测技术研究

介绍了基于遥测数据的趋势预测方法、基于物理模型的趋势预测方法和基于知识的趋势预测方法的适用对象和特点。文章对导航卫星遥测数据进行了分类,重点研究了基于遥测数据的趋势预测方法,给出了各类算法的适用性;并针对传统SumSin模型、ARMA模型的局限,给出了改进措施和实现流程。最后搭建了验证系统,用于上述算法的验证和导航卫星参数的提前预警。     

用于气候监测的卫星数据构建

国家卫星气象中心自1978年开始接收、处理、存档各类卫星数据,至今存档数据已近1000TB。每日接收、处理和存档的实时卫星数据近2TB,丰富的数据为用户的科研和业务提供了数据基础。随着卫星的发展,已累计了一定观测时间的卫星观测数据,使得卫星数据在气候变化监测中的作用日益显著。让卫星数据在气候监测中发挥应有的作用,还需对长时间序列的卫星数据进行再处理。在再定标和精定位处理的基础上,根据气候监测需求研制稳定算法,获取气候监测所需的大气、陆地、海洋参数,是卫星数据用于气候监测的关键。本文主要介绍中国气象局现有的卫星数据资源,国际卫星气候数据集构建的发展现状,及国家卫星气象中心处理生成形成长时间序列卫星的产品在气候诊断中的初步应用。     

空间目标多星多角度实时近距离三维详查研究

针对现有观测卫星近距离观测研究较少关注详查等任务特性的现状,设计分析了可实时、全覆盖、近距离观测空间目标的卫星编队构型。综合考虑绕飞相对轨道运动、传感器视场参数、旋转目标坐标转换等因素,简化了空间目标模型,将其表面进行网格离散。分析了各网格被单颗观测卫星观测的情况,统计详查覆盖率、详查最短时间,分析不同绕飞距离对任务特性的影响;设计卫星观测光轴转动策略和多星编队协同观测策略,通过数值算例分析不同策略对卫星近距离观测任务的影响。结果表明:所设计的绕飞编队观测构型可满足实时、全覆盖观测空间目标的要求,可应用于绕飞监测、协同操作等近距离空间在轨操作任务。     

面向有效载荷的准实时在轨健康评估系统

卫星遥测数据通常有2种手段获得，一种是卫星经过地面测控站下传的实时遥测和延时遥测;另一种手段是通过数传分系统下传的全球遥测。全球遥测作为监视卫星载荷健康状态的主要手段，存在数据量大、文件数量较多、人工处理和判读工作量大等问题。针对该情况，提出准实时在轨健康监视系统的设计方案。该系统具备遥测源码定时获取、有效载荷遥测数据提取和解析、遥测数据存储、遥测数据自动判读和特征统计、超限报警、曲线显示和数据输出等功能，可对卫星有效载荷的健康状态进行准实时、自动化的监视和评估。     

一种卫星遥测参数趋势异常的自动识别方法

针对卫星遥测参数变化趋势人工监视准确度低、成本高的问题,在基于小波的频域转换方法基础上,提出了一种基于神经网络的趋势异常的自动学习和判别方法,即通过建立遥测参数趋势变化的频域特征向量模型,利用多层前馈(BP)神经网络方法,实现遥测趋势变化的自动判别和定位,能够有效提高卫星在轨监视的精细化程度和准确度。通过某卫星红外敏感器和太阳电池阵电流遥测趋势识别对方法的有效性进行了验证,结果表明:该方法能够满足自动监视要求,可为卫星在轨管理提供参考。     

基于PID的卫星发射主动段遥测接收系统

本文重点针对卫星发射主动段存在遥测盲区问题，开展卫星发射主动段遥测数据接收方法的研究，突破发射场通信建立、地面测控天线指向控制、卫星发射主动段遥测接收系统搭建等关键技术，提出了一种基于PID的卫星发射主动段遥测接收系统，进而高质量实现卫星发射主动段遥测数据全时段接收与监测。提出的方法在大气环境监测卫星发射任务中得到了试验验证，结果表明卫星发射主动段遥测数据接收完整且有效。     

多用户多任务的中继卫星捕获跟踪技术研究

针对中继卫星用户数量及跟踪任务不断增多,跟踪模式复杂,任务响应速度要求快的特点,文章给出了对单个用户星捕获跟踪的典型过程,进而提出多用户多任务捕获跟踪策略,其可根据用户星类型、用户星优先级、任务中继服务时刻、可服务时间窗口等条件,经过合理的任务规划,可以同时实现为多个用户服务、优化星地资源配置、简化操控技术。文中应用两副天线跟踪6个目标,验证了中继卫星完成多用户多任务捕获跟踪任务的可行性。     

基于新息灰预测的卫星遥测参数状态预测及应用

<正>确的预测是进行科学决策的依据。在航天测控领域中对卫星状态的准确预测是正确发布指令的重要依据,而卫星遥测参数趋势预测是状态预测的前提。根据卫星遥测数据特定的相似性,利用相似性原理和新陈代谢原理,充分利用最新的遥测信息,建立适用于卫星遥测数据的新息灰预测模型。通过工程数据仿真计算,验证该方法的正确性和可靠性。