高保真卫星电源负载场景重现系统设计

卫星工作期间整星负载变化较大，多次高精度重现卫星电源负载场景，有助于卫星供配电系统的性能测试和故障排查；但使用真实卫星负载、蓄电池，存在安全性、难以快速重复建立状态的问题，会对蓄电池寿命和单机安全造成影响。设计了一套卫星电源负载场景重现系统，高保真度地记录与重现卫星外电、内电与负载场景，可快速重现供配电现场，辅助卫星测试与故障排查。     

多通道隔离电压采集板设计及验证

本文以卫星地面供配电测试阶段的母线电压及二次电源电压测量为背景,设计了多通道隔离电压采集板卡。首先归纳总结了卫星母线电压、二次电源电压及遥测指令信号典型接口电路,分析了以上几种电路的输出阻抗特点,然后设计了合理的隔离电路及测量电路,最后提出基于成熟的CPCI总线架构的模块化板卡方案实现测试设备的通用化设计及隔离性验证方法;经实际产品研制和系统测试,该板卡能够满足供配电地面测试设备对多通道隔离电压的采集需求。     

暗物质粒子探测卫星的集中式载荷管理系统

暗物质粒子探测卫星有效载荷由4种探测器组成,探测器的电子学前端共有28台设备.针对载荷设备数量多、接口复杂的特点,设计了一种通过载荷数管系统进行集中式载荷管理的方案,实现对探测器电子学前端的遥测、遥控、数据采集和二次电源供配电.同时,载荷数管系统具有大容量数据存储和高速数据复接功能,可分区存储科学数据和工程参数,在进入地面接收站时,将存储的科学数据和工程参数组成符合CCSDS协议的传输帧,经RS编码和加扰后发送给数传发射机.解决了突发式、多信源科学数据采集、存储,探测器在轨自主探测管理,大功率、低噪声二次电源配电等关键技术.该系统经过了在轨考核验证,结果表明控制和信息体系合理,自主探测管理和健康管理措施有效.      

地球观测卫星太阳电池电源系统的设计

本文从卫星总体设计角度概述地球观测卫星太阳电池电源系统的设计特点。着重阐述太阳同步轨道参数对电源系统设计的影响以及设计中的主要技术问题;包括可展开式太阳电池翼板,镉镍蓄电池组和电源控制装置等设计的考虑。此外,对适应公用舱设计的有关技术也作了一些探讨。本文对其它近地轨道卫星电源系统的设计同样有参考价值。     

空间用固态限流保护电路的小型化设计与实现

设计了一款采用指令控制模式且具有通断指示和限流保护调节功能的固态限流保护电路,可替代空间电源母线中的熔断器,用于浪涌电流抑制和负载过流保护。为满足产品的小型化设计需求,电路采用厚膜工艺布局布线,微组装技术生产制造。通过电路仿真、版图设计及应用测试,电路性能满足设计要求,且产品尺寸仅为25mm×23mm×55mm,在小型化设计方面具有显著优势,作为新兴的固态配电保护产品在空间供配电系统中具有良好的应用前景。     

"嫦娥五号"轨道器供配电系统高比能设计

受制于运载火箭的发射能力,深空探测器对重量指标要求格外苛刻."嫦娥五号"(Chang'E-5,CE-5)轨道器供配电系统,采用了超高比能的太阳能电池及蓄电池设计、全新的母线拓扑结构,并通过一系列轻量化配电系统设计,将整个飞行器的功率重量比做到国内领先水平.飞行器供配电系统通过地面验证和飞行在轨试验,很好地完成了月面采样...     

航天器电源母线品质地面测试方法浅析

航天器供配电系统作为航天器上用于产生、存储、控制、传输与分配电能的子系统,其地面测试与评价工作是航天器地面电测工作的重要组成部分。航天器电源系统作为典型的直流分布式电源系统,其母线品质与系统稳定性密切相关。通过对航天器电源母线品质地面测试与评价方法进行分析,给出了测试系统的简要设计,并对技术发展趋势进行了预测。     

中国台湾订购高分辨率遥感卫星

中国台湾已与德国DaimlerChrysler宇航公司(Dasa)签订了一份价值8000万美元的合同。按照合同,Dasa的道尼尔卫星系统分公司将向台湾“空间计划办公室”提供一颗重500kg、地面分辨率高达2m的卫星。卫星将于2002年发射。Dasa负责制造卫星公用舱以及主要的成像相机。卫星采用道尼尔公司的Flexbus模块式卫星设计。星上成像相机从未进行过太空飞行,它部分采用了Dasa为行星际任务所开发的技术。台湾“空间计划办公室”和台湾的公司将为卫星制造一些重要部件,其中包括一台飞行计算机、一个电源系统、一个热控系统和一些科学仪器。卫星将在台湾装…     

万虎遗愿终须偿(下)

7　载人飞船是对卫星技术的全面继承□□载人飞船与人造卫星都属于在太空自动运行的航天器。二者有许多共同之处。它们都必须备有电源、姿态与轨道控制、推进、热控制、数据管理和无线电测控 (跟踪、遥测和遥控 )等系统 (所谓“系统”,是指实现某一共同功能或任务的若干设备、部件的有机集合 )。载人飞船的这些系统与卫星上的同类系统在组成和功能上大同小异 ,因此可以充分继承卫星的技术。电源是一切航天器的“心脏”。航天器的绝大多数系统及其设备都需要耗电。飞船所需的电功率一般比卫星大 ,但工作时间短 ,所需的总瓦时数小 ,所以 ,不仅…     

我国深空探测任务电源系统发展需求

针对我国后续月球极区探测、小天体探测、火星探测、木星系探测深空探测重点任务,在梳理分析每个探测任务约束的基础上,提出电源系统的具体需求;对上述4个方向的深空探测任务的电源系统需求进行归纳总结,提出我国后续深空探测任务的电源系统主要发展建议,具体包括宽温度和光强适应性、抗辐照的太阳电池阵,轻小型智能化的电源控制装置,高功率密度的电源系统MPPT拓扑;最后对同位素温差发电技术进行了发展展望,为后续深空探测电源系统研究和设计提供参考。     

分布式SAR超分辨成像的卫星编队构形优化设计方法

编队构形设计是分布式卫星系统总体设计的关键问题,提出了一种编队构形优化设计方法。针对主星带辅星群体制分布式合成孔径雷达(SAR)超分辨率任务,从优化系统效能的角度出发,将满足超分辨性能的时间比率和分辨率改善因子作为编队构形优化设计的目标函数,以基线矢量为中间变量,建立了目标函数与编队卫星轨道根数的关系,并采用遗传算法求解。对不同卫星数目的编队系统进行了优化设计仿真,并与干涉车轮和钟摆编队构形方案进行了分析比较,数值结果验证了该优化设计方法的有效性和正确性。该设计方法还可改变优化目标函数,以适应用户的任务要求。     

“嫦娥4号”中继星任务分析与系统设计

作为"嫦娥4号"任务的重要组成部分,中继星将为着陆器和巡视器提供中继通信支持。不同于其它月球探测器,中继星首次选择了绕地月L2平动点运行的晕(Halo)轨道以保证对月球背面的着陆器和巡视器提供连续的中继通信服务,面临诸多技术挑战。在对中继星任务特点进行分析的基础上,梳理了研制中的技术难题,包括使命轨道的选择、使命轨道的到达和长期维持、中继通信体制选择等,并提出了解决方案。中继星的总体设计方案概述也在文中给出。     

空间绳系拖拽系统摆动特性与平稳控制

考虑了任务星与废星的姿态运动以及系统组合体的面内外姿态运动,建立了绳系拖拽离轨系统动力学与控制模型,以切向常值推力下绳系拖拽轨道转移为任务过程,分析了任务星在喷气和零动量轮的限制姿态反馈控制条件下飞行时,废星姿态摆动、系统组合体面内外摆动和任务星姿态运动的规律及相互影响关系。采用留位和阻尼控制相结合的系绳张力复合控制方法,并结合任务星姿态控制,确保绳系拖拽转移安全平稳进行。仿真结果表明:常值推力下绳系拖拽轨道转移时,牵挂点偏置诱发的废星姿态周期性摆动会激发绳系组合体的面内外同频率高阶摆动,星体姿态运动是任务星姿态扰动力矩产生的主要因素;采用张力复合控制可有效消除废星姿态摆动并保持星间相对距离,结合任务星姿态控制,可实现离轨过程的平稳与安全,大幅减少任务星的姿控能耗。      

柔性可靠性与故障诊断处理综合设计技术

针对现代卫星高可靠、长寿命的要求,从卫星系统整体角度出发,根据卫星数字化系统/设备的特点,应用网格技术和多学科综合技术实现卫星内部、甚至卫星个体之间的柔性重组,提高卫星及星座的系统可靠性.提出柔性可靠性技术、测试技术和故障诊断与处理的融合技术,将可靠性、测试性和故障诊断与处理的设计分析与产品功能/性能设计紧密结合,建立综合应用的设计分析模型,实现一体化设计,并尝试对此进行综合应用仿真,以达到卫星数字化系统/设备简单、经济和高可靠的目的.      

信息传输卫星方案的综合和分析

本文提出一种用于信息传输卫星总体方案的设计方法,从分析对卫星任务的要求和约束出发,提出了总体方案的综合因素以综合各可替代方案。然后建立一个由总体设计要素和设计单元构成的二维总体方案设计模型用于对不同方案的分析。     

卫星高功能密度综合电子系统设计

微小卫星综合电子系统承载了卫星大部分功能，是卫星任务处理和控制的中心，未来新的智能化应用、星群应用、通信服务等需求也将由卫星执行，对综合电子系统提出了新的要求。分析了国外典型小卫星综合电子系统，具有功能综合度高、多数功能集中在一台计算机中、卫星功能软件化的特点。设计了基于软件定义的综合电子系统一体化结构，硬件采用高度集成的模块化设计，软件采用分层和组件化设计，将系统功能进行分层，通过软件定义组件的方式实现各层功能和业务。高功能密度综合电子系统由一个通用化的高性能硬件平台和各种可加载的APP软件组成，除传统功能外，还可扩展自主任务管理、星间组网和载荷管理等功能，不仅使卫星的集成度和功能密度大幅提升，还能实现卫星功能重构，达到一星多用、一星多能的目的，有利于紧急时期卫星系统快速构建与应用，对于未来星座组网应用也具有一定意义。     

月球背面探测任务多目标协同控制模式设计

月球背面探测需要中继卫星提供中继通信支持,实现地面测控网对月面探测器的控制。为解决月球背面探测任务过程中和环月探测卫星等多个航天器目标的相互控制及其与地面测控网之间的复杂协同控制问题,提出了协同控制关联目标描述方法,明确了控制目标和上行路由的概念和确定原则、上行路由测控网资源分配原则,设计了基于时间窗口的中继测控资源分配方法、多目标协同控制的标称计划模式、遥操作规划模式和上行控制模式。经过"嫦娥4号"天地大回路无线联试和"鹊桥"中继卫星在轨飞行证明,设计是合理可行的。     

重力卫星星间高精度测距技术研究

卫卫跟踪(SST)技术是当前地球重力场测量最有价值和应用前景的方法之一.高精度星间测距系统是低低卫卫跟踪(SST-ll)重力卫星的关键有效载荷.GRACE卫星携带的K波段测距系统(KBR K Band Ranging System)是一微米量级的测距系统,通过处理高精度的星间距离和距离变化率数据,可以恢复出地球重力场.GRACE后续计划又提出了一种更高精度的激光干涉测距系统.在研究KBR及激光干涉测距系统测量原理的基础上,提出了一种KBR系统的基本结构,详细分析了两种测距系统的关键技术及国内目前的研究水平,提出了我国开展星间测距系统研究的一些建议.