中继卫星支持海量航天器在轨测控技术

目前中低轨的卫星在轨测控主要基于地面测控设备,当管理的在轨卫星数量持续增加时,需要不断地建设新的测控站或增加测控设备,同时由于地球遮挡限制,一个地面测控站的测控范围只占一颗卫星运行弧段的很小部分,集中在国内建设的地面测控站无法解决轨道全弧段覆盖难题。地球静止中继卫星系统的高覆盖特性和多址服务能力为近地卫星在轨测控提供了空间和频域的多重复用能力,文章从中继链路性能、多目标服务项目、多目标服务能力、覆盖特性等方面进行了详细分析,结果表明在现有的管理模式下,3颗具有多址能力的中继卫星就能管理中国目前在轨的和今后一段时间发射的所有近地卫星,这将显著降低在轨卫星对地面测控设备的需求。同时,中继多址测控服务模式可以克服现有在轨卫星管理时间域集中和应急能力差的缺陷,为卫星用户提供更多的服务手段,满足不同在轨卫星管理和使用要求,大幅提升在轨卫星的安全性和使用效率。     

天上测控站——跟踪与数据中继卫星

航天测控系统是航天系统的重要组成部分,主要用于对航天器进行跟踪测量、监视控制和信息交换。从事航天活动的国家都建有不同规模与水平的航天测控系统。初期的航天测控系统主要由航天测控中心、航天测控站组成,后来又有测量飞机和测量船     

神舟八号飞船航天测控纪念

2011年11月1日,中国用改进型长征二号F运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射了神舟八号飞船,并与开宫一号目标飞行器进行了空间交会对接试验。在此次任务中,西安卫星测控中心和所属的国内、国外以及国际联网测控站圆满完成了神舟八号飞船发射测控、空间交会对接测控和神舟八号飞船返回舱搜索回收等任务。     

探月三期拉开序幕 航天邮品记载辉煌

<正>测控篇在执行此次嫦娥五号再入返回飞行试验器飞行任务中,中国航天远洋测量船基地的远望3号、远望5号和远望6号船分赴印度洋、太平洋预定海域执行海上测控任务,期间远望3号船停靠斯里兰卡科伦坡港。同时,分布在北京、上海、昆明、乌鲁木齐、宜宾、喀什、贵阳、长春等地的地面测控站也参加了测控任务,为飞行试验的成功保驾护航。     

双自旋通信卫星姿态的选择方法

给出一种选择双自旋通信卫星在任意轨道飞行时最佳通信姿态的计算方法。根据测得的轨道平根数及姿态值,应用微机可对卫星轨道参数、星下点轨迹、地面站跟踪条件、姿态测量参数、卫星的太阳角、对应于各测控站的卫星测控天线增益、对应于各通信站的通信天线增益和波束中心地面轨迹进行快速计算,给出飞行试验需要的全部卫星飞行参数。根据飞行试验中对卫星姿态选择的附加限制,可以选择出最佳通信姿态,保证获得最长的通信时间。     

航天测控网资源均衡分配的调度方法

研究了航天测控网资源集中管理、统一分配的工作模式,以及满足多星测控任务的测控网资源调度方法。提出了测控网均衡调度的方法。首先面向任务,将卫星测控任务按优先级划分,按最优分配的原则进行分配,使测控网能够支持的任务数量大;在此基础上,考虑测控站负荷和备份再进行优化,使测控网内各测控站的负荷均衡。相比其他方法,考虑了任务执行的成功概率,各测控站任务分配更均匀,便于测控网的管理。     

计算机辅助卫星飞行程序设计

在分析卫星飞行程序设计数据流程的基础上，建立了完整的数字仿真软件系统，主要内容包括卫星轨道计算，太阳位置计算，卫星测控弧段与地面站测控条件和星蚀区计算等。按照飞行程序的设计需要制订和优化了系统的数据输入输出界面。本文分析了飞行测控事件的描述法测，通过引入广义的设备概念和破坏概念，解决对飞行测控事件安排的选择和重复问题，实现了对被描述工程所有可能的工作进程的计算机自动安排。     

雷达导引头跟踪低空目标仰角误差分析

雷达导引头跟踪低空飞行目标时,其仰角跟踪误差会受多径传播的严重干扰.一般的"小平面"方法计算漫反射时,采用均匀分割地形的方法,这种分割法在大擦地角,目标距离地面较低的情况下,误差较大,并且计算时间较长.提出了非均匀分割的改进的"小平面"法,分析了4条回波路径的影响.采用了闭环跟踪法计算仰角误差,并利用改进的"小平面"法计算电磁波在起伏地/海面上的漫反射,可以较为真实的模拟导引头在跟踪低空目标时的仰角跟踪误差,并可以大大缩短计算时间.     

测控应用：运筹帷幄 决胜千里

正航天器一般包括导弹、运载火箭、人造地球卫星、载人飞船、深空探测器等类型。测控系统对各类航天器进行跟踪、测量和控制,是导弹试验、火箭发射、卫星运行和载人航天等不可缺少的组成部分。不同航天器根据飞行距离和运行轨道的不同,对航天测控要求也不同。航天测控系统总体可分为两类,一是专为导弹试验和运载火箭发射提供服务,又称"靶场测控系统";二是为卫星、     

飞行环境综合因素对飞机供氧参数的影响

飞行环境综合因素对飞行员的影响，尤其是对飞行员氧气防护装备性能参数的作用未见报道。本文测试了低空大速度飞行试验条件下飞行紧张因素对飞行员呼吸系统的影响。结果表明，尽管飞行过载是飞行劳动中的重要生理负荷，但低空大速度飞行时飞行员的心理工作负荷是飞行中更重要的精神负荷，高度的精神负荷致使飞行员通气和瞬时需氧量明显增加，高达２５５Ｌ／ｍｉｎ，应当引起高度的重视。这对设计和计算飞机氧气呼吸装备的耗氧量，载     

基于运动模型的低空非合作无人机目标识别

为保障低空安全,在利用雷达数据探测无人机目标的同时剔除飞鸟等虚警信息,提出了一种基于运动模型的低空非合作无人机目标识别方法,作为已有目标跟踪方法应用的拓展。首先,建立多种运动模型模拟无人机和飞鸟目标运动;然后,基于多种运动模型进行目标跟踪,并估计各种运动模型的出现概率;最后,以各种运动模型在连续时间内出现概率的方差均值来度量目标运动模型的转换频率。通过对仿真数据和机场低空监视雷达实测数据的处理,所提方法能够在杂波环境中跟踪无人机目标并剔除飞鸟目标,进一步验证了其有效性和实用性。      

多用户多视窗机载光电监视系统在城市反恐中的应用研究

作为主要财富的集结区、战争潜力的潜藏区、国家安全重要的战略地带,城市已成为现代战争的主要战场。通过分析传统机载光电侦察系统在城市反恐中的局限性,阐述了多用户多视窗机载光电侦察系统在城市应用中的前景,并通过对多视窗多用户机载光电侦察设备工作原理的分析,特别是对其中的多用户多视窗技术原理的分析,提出了一种可行的、多用户多视窗光电侦察系统研制方案,为类似产品的研制和应用提供了参考。同时结合当前的人工智能技术,分析了图像自动识别技术在其中应用的可行性,以便在海量信息中筛选出威胁目标并进行实时跟踪,大大提高了侦察监视的效率。     

无衍射光技术在瞄准系统中的理论与原理实验

将无衍射光技术与传统的莫尔条纹干涉技术相结合,并且应用于光电瞄准系统中,从基本理论和原理实验上研究了一种新型的机载瞄准方法,提出了相应的瞄准跟踪技术.该方法根据无衍射光与目标圆环光栅之间迭加产生干涉图形的偏移和变化量,通过调整机载光电系统,达到精密瞄准之目的. 所发展形成的新型瞄准跟踪技术,不仅有助于提高瞄准吊舱的动态响应速度、跟踪精度及其稳定性,进一步提高导弹的横向命中率,而且可以增强进攻过程中的精确打击能力,为新型机载武器装备的研究提供技术储备.      

常规试验靶场多站协同测试三段式接力引控方法

雷达、光电设备和遥测设备是常规试验靶场的主要测试设备,在实际试验中,常常同时布设这三类设备对同一弹道进行跟踪测试。然而传统外弹道测试方法是三类测试系统各自独立,自成体系,无法形成测试系统间信息融合和互相引导。本文针对多站协同测试设计了一种三段式接力测试引控方法,设计了实时引控逻辑,在预设引导源均无效的情况下采用自动优选引导源的方法进行引导控制。试验结果表明,与传统测试相比,利用设计的多站协同测试设备跟踪率得到显著提升,尤其光电设备跟踪率从75%提高到96%左右。     

外弹道组网测试引导控制系统设计

对网络化测试技术进行了研究,设计了基于外弹道组网测试的引导控制系统,将雷达、光电设备和遥测设备所测量的目标数据坐标转换后进行弹道优选,并将优选弹道数据向所有测试设备实时广播,当测试设备目标跟踪丢失时,将接收到的广播数据作适当弹道外推后用于指引本设备快速捕获目标,提出了最小二乘+莱特准则的弹道优选算法。实验结果表明,与传统测试相比,利用本文设计的引导控制系统组网测试设备跟踪率得到显著提升,尤其光电设备跟踪率从75%提高到96%左右。     

空舰导弹纯方位攻击目标指示优化方法

纯方位攻击是中远程空舰导弹适应复杂电磁环境下作战的有效途径,但由于目标距离信息缺失,其目标指示和火控解算问题难以解决.在分析机载传感器方位角量化误差的基础上,提出了基于机载传感器方位角速度测量的目标参数优化估计方法,对优化前后的误差进行了分析和对比;从机载无源雷达和全向告警器两个途径分析了所提出优化方法的定位精度分布情况.仿真结果表明:该方法的定位误差受目标方位与机载传感器量化误差的共同影响,存在误差发散区域.在此基础上,提出纯方位攻击条件下载机机动优化的策略是对目标定位误差发散区域进行规避,并尽可能远离该区域.     

基于单站CCD漂移扫描光电设备的同步轨道目标测定轨

地基光电观测在同步轨道目标监测领域具有重要作用.为评估单站光电设备对同步轨道目标的实际测定轨能力,利用上海天文台佘山站1.56m望远镜,采用CCD漂移扫描光电技术,对3颗北斗同步卫星开展试验观测,基于卫星精密星历评估目标的测定轨外符精度.结果表明:同步轨道目标的天文定位在方位和俯仰方向上的外符精度均好于0.3";在单圈次观测情况下,尽管轨道预报精度较低,约为数千米量级,但是观测弧段内定轨精度可优于百米;在多圈次观测情况下,轨道改进效果显著,定轨精度优于50m,外推至4d的轨道预报精度为百米量级.此外,定量评估了每晚不同观测时间跨度下同步轨道目标的测定轨精度,为单站光电设备实际应用提供了参考.      

利用一次雷达实现低空空域的安全监视

介绍了一种低成本的低空空域雷达监视实验系统,并提出了一种基于雷达平面位置指示(PPI,Plane Position Indicator)图像的目标检测与跟踪算法,其中杂波抑制和目标状态估计是两项关键技术.经过背景差分的雷达PPI图像,仍然含有大量的背景边缘杂波,该算法利用其空域特性进行杂波抑制,并采用交互式多模型(IMM,Interactive Multiple Models)方法对目标的匀速、加速、减速、转弯等机动运动进行跟踪.详细分析了仿真数据的跟踪效果,并将整套算法应用于两组实测PPI图像,实验结果说明其有效性.     

一种空间目标高精度指向控制方法

针对空间动目标指向任务对卫星提出的高精度控制需求,研究了卫星星体/快反镜二级复合系统的指向控制问题,给出了一种空间运动目标高精度指向控制方法。首先,基于近圆轨道Clohessy Wiltshire方程获得追踪卫星与目标卫星的位置信息;然后,基于扩展Kalman滤波算法进行多信息融合确定追踪卫星姿态参数,并实时解算出追踪卫星载荷光轴与目标卫星的相对姿态,获得跟踪指向所需的方位角和俯仰角;最后,通过星体一级姿态控制和基于快反镜的载荷光轴二级指向控制,实现对目标卫星的快速、高精度指向。仿真结果表明,该方法可以在保证快速性的同时实现动态指向控制误差小于072″。该方法可以实现对空间目标的高精度指向控制,为未来空间中激光通信等航天任务提供技术支持。     

分布式自动化测量系统的研制

近年来,计算机辅助测试系统(CAT)及单片微机的发展极为迅速,但当众多测试点分布在相距较远的不同房间、不同地区且被测参数的数据处理复杂时,欲同时进行多点的实时测量,上述两种系统的应用就受到限制。本文作者研制的分布式自动化测量系统以一台 IBM—PC 计算机为控制站,可对各测试站进行程控并能进行复杂的数据处理。控制站和测试站间可相互通信、信息共存、资源共享,亦可独立工作。本文从软件、硬件两个方面说明了该系统的设计原理与要点。