高分三号卫星测控分系统设计与验证

高分三号(GF-3)卫星具有大角度快速机动及复杂电磁环境的特点,测控分系统常规设计难以满足卫星需求。文章提出射频设备的抗干扰设计及验证方法,介绍了GF-3测控分系统的设计、技术特点,并给出了地面试验及在轨运行验证结果,实现了测控分系统高灵敏度接收与大功率合成孔径雷达(SAR)之间复杂环境的电磁兼容性,同时首次采用高精度实时快速导航定位算法和自主健康管理方法,实现了导航子系统快速连续定位。     

上海航天技术研究院在神舟飞船研制中取得的科研成果

通过神舟飞船的研制，上海航天技术研究院在飞船电源分系统、推进分系统、测控与通信分系统、推进舱等关键系统和产品的研制工作中探索并总结出了国内领先的专业技术成果，确保了神舟飞船研制目标实现。     

卫星波束标校信号码型对比分析

针对GEO轨道通信卫星同步定点后会出现周期性漂移,导致波束指向不确定的问题,本文对波束标校系统中的信号捕获进行了研究。由于标校信号捕获依赖于标校信号之间的正交性及其自相关特性,因此文中提出了标校系统中信号码型选择需要考虑的关键问题。特别是在天线存在指向误差时,Ka频段标校站接收信号功率最大差异可达近30 dB,这给标校信号码型设计和标校信号的捕获带来了困难,因此文中从码型的抗干扰性能、实现复杂度、能量估计精度和捕获特性等几个方面,分析和对比了m序列信号、Walsh信号、单频信号和Chirp信号（扫频信号）这4种码型各自的优点和缺点,并用MATLAB进行了仿真。结果表明：在抗干扰性能上,伪随机序列信号和Walsh信号最好,Chirp信号次之,单频信号最差;在复杂度方面,Chirp最复杂,伪随机序列和Walsh序列次之,单频方式最简单;在估计精度方面,三者的估计精度相当;在捕获性能方面,Walsh信号的捕获性能明显优于m序列,而且当两个标校站的接收信号功率之间存在较大差异时,Walsh信号的捕获性能明显优于m序列。因此标校系统可优先选择Walsh码作为标校信号。     

遥测数据事后分析处理系统的设计与实现

随着高速数字采集、大容量磁盘阵列记录和软件无线电技术的迅速发展 ,利用大容量磁盘阵列实现遥测数据实时记录已成为卫星地面接收设备的发展趋势。针对这一发展趋势 ,提出遥测数据事后分析处理系统 ,介绍其设计思想及组成结构 ,说明解调模块和帧处理模块设计及实现中涉及的关键技术。该系统能实现对记录遥测数据的事后分析处理 ,解决目前接收回放遥测信号设备使用、维护费用高的问题     

FY-2C星地面应用分系统指令与数据获取站

介绍了风云二号(FY-2)C星地面应用分系统数据与指令接收站(CDAS)的主要技术指标、工作流程,以及与C星的星地接口与地面应用分系统其他部分的接口.说明了CDAS的天伺馈、信道、图像获取(IAS)、三点测距(TRRR)、数据收集(DCP)、遥测遥控(TT&C)、卫星模拟器、标校、时间统-、低速信息传输(LRIT)信息编码与发送等子系统的组成与功能.阐述了C星CDAS的设计原则,以及用群调技术实现DCP的数据解调、用扩频伪码进行TRRR定位、图像处理、TT&C增加图形化界面控制、正交相移键控(QPSK)解调器抗长连"1"功能等关键技术.在轨测试和试运行期间,C星的CDAS不仅解决暴露的问题,而且进行适应性调整.验收前测试结果表明,其功能及技术指标满足业务运行要求,设备工作正常、性能稳定.     

一种敏捷卫星高集成数传控制单元设计与验证

针对敏捷卫星高速数传分系统现状与需求,设计了一种新型高速数传控制单元。该数传控制单元功能密度比高,选用高可靠、长寿命、抗辐照宇航元器件,采用标准化结构设计,热设计和抗力学设计满足空间环境要求,支持CAN总线、RS422总线、RS485总线、秒脉冲等接口功能,具备时间管理、数传任务自主执行、系统重构、自主安全模式、批指令开关机和灵活支持在轨处理与传输业务等多项功能。可满足高可靠、集成化、小型化、抗辐照、长寿命等特点,支持多类型不等长带参数指令、目标单元开关机和数传分系统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类遥测采集等功能,支持十六大类模式百余项分系统工作组合,完成了数传分系统任务执行由面向功能提升到面向应用,增强了数传系统易用性、自主性和可靠性,可广泛应用于后续高分辨率敏捷遥感卫星。     

宇航团体标准《卫星控制分系统极性测试要求》的研究和实践

卫星控制分系统的极性是各类航天器研制工作中的重要环节,控制分系统在单机、分系统、整星层面极性设计与实现的一致性、正确性,事关卫星任务的成败。卫星控制分系统极性测试要求从单机、软件、系统、总体等方面递进地对极性测试方法进行规定,并给出了具体的测试方法,保证了整个链路的极性正确性。根据极性测试要求,对某型号卫星的研制工作进行了实际的应用实践,结果表明控制分系统的极性测试结果正常,系统工作正常。     

基于场景定义的电磁环境模拟系统设计

电磁环境的模拟是开展电磁环境效应研究的基础。针对电磁环境逼真构建的问题,基于面向受体实时生成与场景定义相一致的电磁环境的设计思想,提出了一种电磁环境模拟系统设计方法。给出了系统结构框架、场景定义设计和电磁信号生成设计,并对系统实现的关键技术进行了分析。场景定义单元通过对实体、信号环境、行为的编辑实现电磁环境场景自定义,并驱动信号生成单元;信号生成单元采用软件无线电思想,基于预定义场景进行信号模拟,产生真实信号环境。     

载人航天器测控与通信分系统安全工作模式设计

从载人航天器测控与通信分系统链路资源出发,提出了基于地面S频段测控及导航信号接收链路全向覆盖,宽波束中继链路自主组阵,窄波束中继天线自主跟踪的测控与通信分系统安全工作模式,确保任何情况下测控通信链路都能够稳定建立,特别是在载人航天器出现异常掉电又恢复后,测控与通信分系统能够自动恢复高、低速天地链路,确保载人航天器安全工作。该模式设计经过地面测试验证和在轨飞行验证,既能够满足正常飞行时链路余量大于3 dB的要求,又有效减少了紧急情况下载人航天器对地面的依赖,取得了良好的在轨应用效果。     

高分多模卫星星地一体化快速响应系统设计与在轨验证

高分多模卫星采用星地一体化设计,实现了星上处理及信息快速生成分发,将遥感信息的快速响应时间缩短到了分钟级。文章详细描述了高分多模卫星基于星上处理系统(区域提取与处理单元)、数据传输与分发系统(数传分系统),以及地面接收与处理系统的星地一体化快速响应系统架构;开展了辐射校正、几何校正等星地一体化设计方法论证,以及在轨图像定位精度关键指标精度分析。通过高分多模卫星在轨试验完成了快速响应时间及关键指标的在轨评估验证,快速响应时间达到了2 min以内,在一定侧摆角度下图像定位精度可以达到经度方向-50.36 m,纬度方向29.18 m。     

多星多任务数传数据实时处理系统设计

针对卫星地面应用系统支持多星多任务的运行控制需求,设计了数传数据实时处理系统。采用调度中心与处理程序集协同工作的方式,在不借助消息传递接口(MPI)和第三方调度软件的前提下,实现了数传处理作业的集中式调度、分布式并行处理;设计处理作业调度策略,实现了实时任务优先、事后任务排队以及处理资源负载均衡;设计模块化拆分的处理程序集,实现了处理系统的高性能、可复用。工程实践结果表明:文章所介绍的处理系统能够同时支持4颗卫星、3个地面站、实时及事后2种模式数传处理任务,处理的实时数据率优于150 Mbit/s。     

航天器弱电磁信号处理设备综合防护技术

航天器弱电磁信号处理设备极易受到来自数据管理、姿态控制、供配电等电子设备的噪声干扰而无法正常工作。文章分析了弱电磁信号处理设备受航天器平台干扰的机理和干扰源识别方法,提出低频电缆整束屏蔽、穿舱电缆孔缝屏蔽、舱外设备支架屏蔽和舱体结构电磁隔离等多种抗干扰防护措施。实践证明这些措施可有效实现弱电磁信号处理设备的抗干扰防护,具有工程应用价值,可供航天器总体电磁兼容性设计参考。     

一种基于MBSE的小卫星测控分系统建模设计方法

基于模型的系统工程MBSE思想和信息化手段,以模型为核心、关系追溯为手段,集合测控分系统技术指标、设计经验等知识信息,提出一种基于MBSE的小卫星测控分系统建模设计解决方案。利用模型承载文档,显性化经验、信息、关系,形成基于模型的知识管理工具,提高工作效率,解放设计师,实现知识经验的数字化模型化承载,为小卫星测控分系统由经验设计向仿真设计转变,由基于文档到基于模型的研制模式转变,由实物验证向虚拟和实物验证相结合转变进行了探索和尝试。     

运载火箭总体设计要求概论(五)——运载火箭主要分系统组成及其功能概述

简要介绍了箭体结构、火箭推进系统、控制系统、飞行测量和安全系统以及发射支持系统等分系统的组成,并对各分系统的组成功能作了阐述。     

多旋翼无人机在某测控设备标校工作中的应用

为了提高综合测控设备标校效率，简化标校流程，克服传统标校的各项缺点，进行了多旋翼无人机在某综合测控设备标校工作中的应用研究。分析了某综合测控设备相位标校工作的现状，对引入多旋翼无人机进行相位标校工作进行了需求分析，建立了无人机相位标校的数学模型。在选定无人机型号、设计实现小型化信标机、飞行电池与信标机固定支架等工作的基础上，实现了无人机在某综合测控设备相位标校工作上的应用。经过实际标校工作检验，多旋翼无人机不但能应用于某综合测控设备相位标校工作中，而且同时能够检验综合测控设备的动态跟踪性能，在同类型设备中具有一定的推广应用价值。     

资源一号卫星总体电路分系统及其检测设备

资源一号卫星总体电路分系统通过合理的接地设计、接口电路设计和电缆分类设计等实现了良好的卫星电磁环境，并带动整星开展电磁兼容性设计。通过对整星电源的二级管理，对电源和用户采取的保护措施及对火工品控制电路的多重串并联等手段大大提高了卫星的安全性和可靠性。本文叙述了总体电路分系统的设计思想和实现方法。     

嫦娥五号探测器回收分系统研制与验证

回收分系统作为执行我国首次地外天体自动采样返回任务的嫦娥五号探测器的关键分系统之一,为了实现结构布局优化、开伞载荷及系统稳定性兼容、轻小型化及高可靠性要求等目标,提出了非均衡载荷两级减速三伞方案、双冗余低电流弹盖拉伞优化方案、多敏感集成化回收控制方案、单点吊挂冗余解锁减速伞连接分离方案等。通过合理设计,完成仿真验证试验、地面验证试验、空投验证试验,确保了回收分系统协调匹配、工作可靠。在轨飞行数据结果表明:嫦娥五号探测器回收分系统工作性能稳定,满足各项指标要求。     

谈谈航天重点型号推进分系统的标准化工作

概述了航天重点型号推进分系统所做的标准化工作 ,较详细地介绍各项标准化工作的内容和具体做法 ,如建立标准化工作系统 ,建立和健全标准化文件系统 ,做好技术文件的标审工作 ,编制专用标准等 ,并谈了工作体会     

基于IRIG-B码的软件化测控系统时间同步方法研究

利用软件实现测控信号处理将成为未来测控系统的发展趋势。针对通用计算机处理时延的不确定性问题,根据软件化测控系统中数据块式的传输模式,提出基于B码的系统时间同步方法,能够为数据处理、存储及事后分析提供精确的时间定位。方法按照国际通用的B码格式,通过A/D端口将B码流与测控信号同时送入计算机,采用纯软件解调出8421码格式的天、时、分、秒信息,并利用采样率计数进行初始相位估计,可实现测控数据的精确校时,同时利用误差校正降低A/D采样时钟漂移对时间同步的影响。设计无需外部设备辅助,具有配置灵活和低损耗的特点。     

火箭无线系统电磁兼容性研究

无线系统作为火箭的关键分系统,其电磁兼容性制约了火箭的可靠性。以某固体火箭为例,通过仿真分析研究了天线的电磁辐射特性、无线设备间的耦合程度以及装舱后系统整体的电场分布,分析结果预示系统可能存在电磁不兼容趋势。基于仿真结果,设计实施了单机电磁兼容性验证试验、桌面散态系统试验(不含火箭结构影响因素)和系统匹配试验(含火箭结构影响因素),分别从设备级、桌面散态(分系统)级和全系统级依次验证了无线系统的电磁兼容性,得到了该火箭无线系统满足电磁兼容的结论。通过仿真与试验的结合,形成了火箭无线系统电磁兼容性研究方法。结果表明,研究方法可行,且具有较高的工程应用价值,可为复杂系统的电磁兼容性设计与验证提供参考。