一种航天测控设备技术状态快速自动建立方法

根据传统测控设备技术状态的建立方法,每个参数宏对应唯一一种技术状态,一个测控任务可能需要装订上百个甚至上千个参数宏,当航天器技术状态发生变化时,还需要人工操作更换参数宏,这为测控设备技术状态的建立、设备操作、应急处理和技术状态管理带来了很大困难.提出了一种测控设备技术状态快速自动建立方法,设计了支持多测控体制、多工作频...     

天地一体化网络中的航天器IP网络设计

为了将地面IP网络技术应用于航天器内部设备间的数据通信,并实现与地面站的互连,根据航天器与地面站之间通信链路的特点,提出一种IP网络协议体系结构,实现天地一体化网络通信。在航天器上采用以太网协议完成内部网络数据交换,配置天地网关设备完成与地面测控通信网络之间的IP包交换;地面测控通信网络采用计算机IP网络,并配套相应的天地网关设备,完成与航天器的IP包交换。根据航天器数据的特点,提出一种速率控制策略,优先传输控制数据,控制图像话音数据周期平均速率,控制试验数据IP包平均速率。地面仿真试验及实际系统测试结果表明:文章提出的航天器IP网络设计,适应航天器与地面站的通信链路,可直接应用于高、中、低轨航天器的天地一化网络通信,也可为后续月球、火星等探测任务提供参考。     

重力差异导致的航天器设备安装精度变化量评估

为评估在轨和地面环境间由于重力差异导致的航天器设备安装精度的变化量,对27颗已发射运行的小卫星在地面环境空载和满载状态下设备安装精度的变化量进行了统计分析,得到对数正态分布模型的线性回归关系和参数估计值。结果表明：用该模型预测的航天器设备安装精度在空载和满载状态下的变化量均值与实测值的相对误差不超过10.6%,说明对数正态分布模型可较好地表征航天器设备安装精度在空载和满载状态下的变化量分布。以上研究可为在轨设备安装控制提供参考。     

航天器基本特点与设计要求概述(二)——航天器设计的约束条件

详细介绍了运载火箭、发射场、地面测控系统、地面应用系统等对航天器设计的约束条件及要求 ,同时就航天器的研制周期和成本等对航天器设计的制约作用作了说明。     

一种基于空空链路的双目标中继信息流设计方法

与近地轨道交会对接相比,无人月球轨道交会对接由于其月球空间环境和测控资源的限制,对系统的自主性、快速性和鲁棒性都有较高要求。文章从信息流设计角度出发,提出了一种以空空通信链路为基础,构建地面站、目标航天器、追踪航天器的双目标中继通信链路平台,设计了一种支持上下行通路双向自由传输的空空通信方案,通过目标航天器、追踪航天器中的任一航天器,均能实现两航天器上下行数据的自由传输,以提高月球轨道交会对接期间航天器与地面站上下行测控链路的灵活性和鲁棒性。     

航天器地面模拟试验中压力变送器自动校准技术

文章基于在航天器地面模拟试验中的压力计量测试需求,针对常用的一种压力变送器,开发了一套自动校准系统。通过在LabVIEW平台上设计虚拟仪器测控软件,实现了自动控制校准设备、自动生成证书和自动创建压力变送器参数登记本及计算校准费等,提高了压力变送器的校准效率和测量精度,满足了日常工作的需要,保证了航天器地面模拟试验中压力测量数值的准确性。     

反作用轮扰动对航天器结构动态特性的影响分析

反作用轮是影响航天器姿态控制系统精度的主要扰动源之一。为了研究反作用轮扰动对在轨航天器产生的影响,并采取相应的控制方法和隔离系统,分析了引起反作用轮扰动的原因,建立了基于反作用轮扰动试验模型的扰动精细模型。在此基础上建立了航天器整星在轨状态结构有限元模型,将反作用轮扰动作为激励源,进行了整星在轨状态结构动态特性仿真,详细地分析了反作用轮扰动对整星结构动态特性的影响。仿真分析结果可以准确地预测反作用轮扰动对在轨航天器动态特性的影响,有利于航天器星载设备的分布和安装,可以提高星载设备的精度和性能,并为航天器姿态控制系统设计和地面试验提供了参考和依据。
     

知识资料窗

知识资料窗航天测控和数据采集网航天测控和数据采集网就是对航天器进行跟踪测量并控制其运动和功能的专用地面系统，由航天测控中心和若干航天测控站组成，简称测控网。测控网通过对航天器跟踪测量、监视、控制和接收航天器发送来的数据，检测和控制航天器上各种装置和系...     

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。     

航天器交会对接中GPS的应用

卫星定位和卫星通讯是正在寻求的空间飞行器高级自主交会系统的首选测控手段。本文概述了航天器的交会对接基本要求和过程以及美国全球定位系统（ＧＰＳ）和组成、定位原理、精度和差分原理后，列出了两种形式的相对运动方程。利用运动方程求解、单纯ＧＰＳ、差分ＧＰＳ的结合，可以完成追踪航天器向目标航天器接近的整个导引过程，且可以省去庞大的地面遥控遥测、星上雷达等设备，减少误差源。仿真计算证实了这一设计思想的可行性和     

遥测装备智能运维系统的研究与工程化实现

随着航天发射和在轨航天器管理任务的不断增加，为支撑各类测控需求，遥测站数量越来越多，测控系统越来越复杂。为了从整体降低对遥测任务及遥测装备的运维管理成本，提升运维信息的应用能力，为各类角色用户提供有效全面的信息支撑，需要建立体系化的遥测装备智能运维系统。构建多级智能化运维体系，通过现代化信息感知和传输技术实现装备信息的多维度快速获取、感知和汇聚，全局性掌控战斗资源，建设运维中心及信息处理平台完成数据的智能融合处理，通过对各装备、各时段数据的比较，关联挖掘信息，深层次利用运维数据，实现资源全景展示、装备状态监视与智能维护、运行效能评估、态势分析与预测等能力，为遥测资源和战斗力部署调度提供直接全面的决策支撑。     

载人航天器密封舱内管路设备维修设计与验证

载人航天器密封舱内配置大量的气、液管路设备,实现管路设备的在轨维修,对于提高长期在轨飞行载人航天器的安全性及使用寿命具有重要意义。文章对某载人航天器再生生保管路设备在轨维修性进行了设计,经地面充分验证后,航天员在轨完成了管路设备维修操作,结果表明本文提出的管路设备在轨维修设计正确、有效,可为载人航天器其他在轨维修设计提供参考。     

基于深度学习的组合体航天器模型预测控制

利用模型预测算法先预测控制结果后控制的类人行为特点,借助深度学习在多参数寻优上的优势,提出了一种基于卷积神经网络的模型预测控制算法,满足航天工程低硬件需求,实现组合航天器多场景下姿态控制律的重构。该算法首先利用模型预测控制将组合航天器从初始状态控制到预期状态,然后将控制过程中状态量用于3层3核卷积神经网络的训练,训练完成后,用该卷积神经网络代替模型预测对组合航天器进行控制,从而降低计算资源需求。仿真校验表明：该算法可预测5个控制周期内的控制参数,相比传统模型预测算法所需硬件计算时间降低约5倍,在一般硬件环境下30 s内即可完成各场景下的组合航天器姿态控制,控制精度在10 -4 量级。     

空间太赫兹亚毫米波载荷初探

太赫兹频段在空间研究及应用领域具有独特的优势。太赫兹频段的科学载荷及气象载荷可以为探测空间信息及地球大气信息提供全新的视角;天基太赫兹预警雷达可以为航天器自身安全及弹道目标中段探测提供有力工具;太赫兹波段的通信链路具有带宽大的显著优势,以太赫兹链路为基础的空间网络具有良好的生存能力;太赫兹测控通信链路也是突破高速飞行器黑障问题的有效解决方案。     

分离模块航天器综合评估方法研究

以分离模块航天器概念设计阶段的方案评估分析为目标,提出一种基于数学建模和蒙特卡洛模拟的定量化评估分析方法框架。首先,定义了分离模块航天器生命周期状态及其转移过程,建立了状态转移概率矩阵,将生命周期不确定风险因素在状态转移过程中加以考虑;进而,基于系统状态模型建立了分离模块航天器生命周期成本和净收益计算模型;然后,以生命周期成本和净收益的均值和标准差作为评价指标,提出了基于蒙特卡洛模拟的综合评估仿真分析方法;最后,采用典型设计案例进行了分析与验证。     

真空热试验中卫星水平度测量系统的设计与仿真

真空热试验是卫星研制过程中必须进行的大型地面模拟试验之一。在真空热试验的准备阶段和试验阶段都必须采集卫星南北板倾斜角度,密切关注卫星姿态,以判断热管是否处于正常工作状态。文章基于AT89C52单片机、TSD-232水平敏感器和C语言设计出一套卫星水平度测量系统,并对其在Keil u Vision3和Proteus联合平台下进行了仿真分析。结果表明:该系统结构简单,程序设计方便,为卫星水平度的实时监测提供了保障。     

航天器声振力学环境预示与验证

针对航天器声振力学环境预示的难题,开展大型复杂航天器声振力学环境的预示方法研究和试验验证。首先结合航天器声振力学环境的特点,研究采用混合有限元-统计能量分析（FE-SEA）方法建立航天器声振预示模型的关键技术,在此基础上建立整星级和系统级航天器（整流罩-卫星-仪器舱-适配器组合体）的混合预示模型,最后将预示结果与噪声试验数据进行对比,验证了预示方法和模型的有效性,并基于分析结果探讨影响航天器声振力学环境预示精度的关键环节。     

一种基于单机EMC试验结果的航天器系统级电磁兼容性分析方法

为提前识别单机电磁兼容性(EMC)试验超标情况对于航天器系统级电磁兼容性的影响,提出一种基于单机试验结果的航天器系统级电磁兼容性分析方法,即在单机EMC试验结果基础上,考虑安装位置影响,与系统级传导、辐射的敏感度限值和接收机灵敏度进行比较,获得安全裕量.对直立姿态两舱结构航天器的典型设备(包含非射频类产品、射频类产品和...     

Predictive Maintenance of Manned Spacecraft Through Remaining Useful Life Estimation Technique

Manned spacecraft pose challenges in terms of extremely high safety and reliability, and with the growth of system complexity and longer on-orbit operation time, the traditional management mode, such as monitoring the threshold of parameter passively, is difficult to meet the required safety standards. Predictive maintenance, which analyzes the system heath trend and estimates remaining useful life(RUL) to establish maintenance strategies ahead of time before failure occurs, is a new mode to approach maintenance tasks. Here, a predictive maintenance strategy for complex manned spacecraft is proposed based on the remaining useful life estimation technique. Firstly, a health index is established based on an abundance of telemetry data, reflecting the system's current health state. Secondly, we map the health index to the remaining useful life through system degradation modelling, taking into consideration both the system's stochastic deterioration and uncertainty. The maintenance and management strategies are then made based on the calculated distribution of RUL time. Finally, a case study on Chinese space station energy system predictive maintenance is presented.     

基于统一建模语言（UML）的航天器真空热试验测控系统电气建模

随着航天器批量化生产及新型号研制进程加快,航天器真空热试验需求越来越多样,试验温度测量与控制的复杂程度越来越高,现有测控系统逐渐暴露出固有缺陷。文章针对测控电气系统,基于统一建模语言（UML）分析并提出了系统模型,提高了试验设备信息的处理能力,增强了系统设计人机交互的规范性,改进了试验进行时状态跟踪效果。通过实际的案例应用,展示了通过电气模型提高试验可靠性的过程。