中国卫星工程的成就与展望

世界各国发射的人造卫星占航天器发射总数的90％以上，人造卫星是人类探索、开发和利用太空最主要的工具。研制人造卫星是世界各国航天活动的主要内容，卫星工程是空间技术的重要组成部分。中国卫星研制工作开始于20世纪50年代末期。经过40多年的艰苦奋斗，以较少的投入，在较短的时间里，走出了一条适合本国国情和有自身特色的发展道路，并且取得了一系列重大成就。一、中国卫星工程发展历程中国卫星工程从研制探空火箭起步，然后集中力量发展人造卫星，重点研制各类应用卫星。中国卫星工程的发展历程可以分为三个阶段。第一阶段是1958～19…     

狭义数字孪生卫星构建应用平台的开放性研究

分析了国内外基于模型的系统工程、体系工程、数字孪生和数字工程在卫星工程上的发展过程，从系统论的角度提出了狭义数字孪生卫星的概念，不同单位、不同人解决不同问题时，要根据问题的需要，调整各组成部分的仿真粒度，形成研究问题的数字工具。这些数字工具都具有系统完整性，都是数字孪生卫星概念的实例化外延。提出了用所有岗位构建应用和交流成果的总工作量来度量数字孪生卫星构建应用平台开放性的概念，分别从建模和使用模式、星上源代码一致性、卫星集群多平台分布式仿真3个方面给出了平台的开放性度量准则。针对软件平台开放性设计目标，论述了数字孪生卫星构建应用平台专用的开放性设计技术，包括软件层次模块划分、多粒度模型库、建模和模型管理工具包。通过工程实践案例，证明了开放性度量准则可以有效评估数字孪生卫星建模和模型管理的总工作量，为各单位的平台设计和研制过程的各种决策提供依据。     

卫星仿真中心及其仿真系统

本文介绍卫星仿真中心的建设要求,卫星仿真系统的组成和功能,它包括数学、半物理和全物理仿真。论述了卫星仿真系统主要设备性能,仿真设备的研制及引进和仿真软件开发。     

我国建成四种卫星应用平台

经过多年的努力，中国空间技术研究已初步形成了通信卫星、返回式卫星、遥感卫星和小卫星四种卫星系列平台，为实现２１世纪我国卫星工程研制“快、好、省”的目标，迈出了坚实的一步。 卫星研制平台化技术，是国际上２０世纪后期兴起的卫星研制集成化技术，是优质、快速、低成本卫星工程研制的根本保证。这一技术的实现。必须以成熟的设计、各项指标的合理配置等为依托，是一个国家空间技术成熟与否的标志。 多年来，为适应国民经济建设的需要，加速我国卫星研制步伐，增强可靠性。中国空间技术研究院在卫星工程的研制和组织管理中，确定了…     

卫星控制系统全物理仿真

仿真是应用相似定理和类比关系来研究事物 ,也就是用模型代替实际系统进行实验和研究。在卫星控制系统仿真中 ,根据所介入的模型的不同 ,分为数学仿真和物理仿真两类。卫星控制系统全物理仿真是研制卫星过程中特有的一种仿真方法 ,它利用气浮台作为运动模拟器 ,又称为气浮台仿真。本文主要叙述卫星控制系统全物理仿真的原理和用途 ,简要介绍单轴气浮台和三轴气浮台两个全物理仿真系统的组成、主要设备的技术指标以及卫星控制系统全物理仿真的几个实例     

数据挖掘在卫星仿真数据分析与评估上的应用

随着卫星总体仿真技术的发展．数字化航天器设计与仿真柔性仿真平台已经得到了应用,并具备了适应于不同应用环境下的多种框架平台。但是对于卫星总体仿真生成的海量结果数据并不能仅仅进行简单的堆砌和显示,还需要对这些结果数据进行深层次的数据挖掘,进行面向工程的数据检索和分析总结。文章对卫星仿真柔性平台中仿真数据的分析和评估进行了介绍,通过应用实例分析数据分析和评估对卫星设计的作用,体现仿真评估对于设计可靠性的验证与校核。     

Gardner位同步算法及其在中继卫星模拟器中的应用

在空间技术的发展中,中继卫星系统发挥着越来越重要的作用.中继卫星模拟器是指中继卫星的测控链路模拟设备,主要用于对所研制或生产的天基测控终端进行测试和校验,其研制具有重要的工程价值及实践意义.在中继卫星的前返向链路中,调制方式多,码率变化范围大,给位同步算法带来了挑战.位同步算法是接收链路处理的关键技术之一,其通过在最佳...     

硬X射线调制望远镜卫星研制特点及项目管理实践

结合硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星工程与科学、工程与技术融合的研制特点,采取了创新的研制管理模式,运用项目管理理论,从流程、计划、物资、风险、产品保证、成本等各方面进行了系统策划和优化控制,通过研制过程管理实践,确保了HXMT卫星研制任务圆满完成;建立了由国家航天局、中国科学院及中国航天科技集团有限公司联合参与的空间科学项目实施模式,为我国研制更高级的空间科学卫星提供了宝贵的经验。     

三单元立方体卫星的结构特性分析

立方体卫星凭借着其质轻、体积小、灵活性强等特点得到了快速发展。文章以南京理工大学研制的三单元立方体卫星为研究对象,采用有限元法对其结构进行仿真计算,验证了整星模态频率满足刚度要求。基于仿真结果对PVC板进行了合理的改进,结果显示立方体卫星3个方向的一阶频率分别提高了36.8%、14.4%和36.3%,同时改善了PVC板的振动特性,为后续整星振动试验的开展及其他立方体卫星的结构设计提供了参考依据。     

小型卫星启示录

笔者在文中介绍了国际工小型卫星热兴起的原因,已发射、正在研制与计划研制的小型卫星,小型卫星的应用现状及其存在的不足之处。笔者还对国际小型卫星的发展进行了分析,并对我国如何发展小型卫星提出了一些建议。     

统一S波段卫星测控系统的仿真实现

通过分析统一S波段(USB)卫星测控系统工作原理,设计了USB测控系统的仿真结构,对USB测控系统的接收与发射进行了仿真实现,并对仿真信号、采样率、组合干扰、锁相环、滤波器等几个关键问题进行了分析.该仿真设计为卫星测控系统的研制提供了仿真论证基础.     

数字化加速北斗导航卫星研制进程

近日,北斗二号卫星工程二期一颗卫星在中国航天科技集团公司五院成功实现整星数字化三维模型下厂,这对该院提升导航卫星批产研制能力、承担后续导航卫星研制任务具有重要意义,标志着五院型号研制数字化进程取得重要成果。     

系绳卫星体制高精度INSAR系统设计

针对现有分布式干涉系统难以实现更高比例尺高效率地形测绘的问题,提出了一种基于系绳卫星体制的InSAR系统。首先,结合系绳卫星动力学仿真,给出了系绳干涉系统的几何模型,提出了系绳干涉系统的工作模式,然后研究了系绳卫星SAR载荷的具体工程实现途径,提出了基于系绳电缆解决实现同步和相位同步的方法。首次建立了系绳长度及面内角等参数与模糊高度的关系,对SAR载荷的工作频段、发射峰值功率、天线口径、入射角范围等进行了优化设计。对系绳InSAR系统的关键性能指标进行仿真分析,仿真结果表明该系统可以实现0.5m测高精度等核心指标。该研究提出了一种1:5000比例尺的高精度测绘SAR系统,相对测高精度比德国的Tandem-X系统提升了4倍,可为我国后续开展高精度星载InSAR工程研制提供参考。     

中巴地球资源卫星成就与发展

中巴地球资源卫星（CBERS）研制始于1988年,至今已走过了20年的辉煌历程,先后成功发射了CBERS-01、02和02B三颗卫星。卫星在轨运行稳定,前两颗均超期服役,获取了大量的观测数据,并成为世界上具有一定影响的卫星系列。文章简要回顾了中巴地球资源卫星的研制历程以及在卫星平台、有效载荷、技术和工程管理等方面所取得的成就和进步,并对后续发展提出展望。     

军事工程中的仿真

系统仿真在军工部门中的应用,开始得最早,领域也最为广泛。导弹、卫星、飞机、舰艇、热核反应堆和火炮控制系统的研制和试验,操作员、驾驶员的培训,无一不用系统仿真。比如,在舰艇工程中,系统仿真可用于发动机设计,控制系统设计,结构动力学,航行和驾驶,以及训练仿真器等许多方面。图1示出船舶发动机控制系统设计步骤,同时也表明     

中国的卫星仿真中心和仿真实验

为满足卫星型号发展的需要,1984年我国决定建造卫星仿真中心。对该中心的建设要求是:除了能进行卫星系统数学仿真外,主要应能进行两种型号(高轨道卫星和中低轨道卫星)控制系统的半物理仿真实验。同时还考虑了将这两种类型的仿真设备联合起来进行更大的半物理仿真实验的方案。在全物理仿真方面,先建造一个单轴气浮台系统,同时利用已有的设备,以进行有关全物理仿真方法的技术研究。     

遥感卫星全视场成像质量仿真方法研究

基于卫星工具包(STK)和MATLAB软件,提出了一种对卫星全视场成像进行物理建模分析的交互仿真方法。以一颗运行在650km高度的太阳同步轨道、具有侧摆能力的遥感卫星为例,对相机在运动中的全视场积分时间偏差和全视场偏流角修正残差进行了仿真分析。仿真结果表明,文章提出的方法能够较精确地对相机在轨全视场的成像质量进行分析,从而可用于在轨成像性能预估。该仿真方法还能以卫星工程数据作为输入,用于卫星星上算法验证、在轨误差分析补偿等方面,为保障卫星在轨成像质量发挥作用。     

怀北斗报国心 筑航天强国梦

2013年9月3日,北斗二号卫星工程总结大会在北京召开。中共中央政治局委员、中央军委副主席许其亮出席会议并讲话。会上对北斗二号卫星工程进行了总结,对为工程建设作出突出贡献的集体和个人进行了表彰。北斗卫星导航系统卫星总指挥李长江作为中国航天科技集团公司代表,以"怀北斗报国心筑航天强国梦"为题,在会上做了激情洋溢、感人至深的发言。本刊在此全文刊登李长江总指挥的发言,借此表达对北斗二号卫星研制队伍的崇高敬意!     

大椭圆轨道卫星姿态基准坐标系与运动学研究

针对大椭圆轨道卫星在轨运行中特殊光照条件导致的能源供给、热控设计等工程研制难点,兼顾光照时间和遥感任务,提出将基于太阳矢量与地面物点矢量的日地观测坐标系作为卫星姿态控制的基准坐标系。研究了相应的卫星姿态运动学,针对日地观测坐标系的角速度矢量在物理层面难以写出解析表达式的问题,提出一种解析计算方法,给出了算法流程,推导了日地观测坐标系相对惯性坐标系的角速度矢量在惯性坐标系中的计算公式。与数值差分法的仿真对比结果表明:该解析算法正确可行,其曲线特性和计算精度优于数值差分法。研究对卫星研制具有理论意义和应用价值。     

卫星导航系统服务可用性分析仿真系统的设计与实现

服务可用性分析是导航工程总体仿真验证与测试评估系统的核心模块之一,用于分析卫星导航系统提供的导航服务满足用户需求的时间百分比,能够直观地反映卫星导航系统服务能力。文章介绍了卫星导航系统服务可用性的相关概念,探讨了计算服务可用性的确定性算法和随机性算法,在此基础上提出了面向卫星导航系统的服务可用性仿真模型框架,并设计和实现了一个支持服务可用性分析的仿真系统。针对中国区域格网进行了服务可用性的仿真试验分析,验证了仿真模型框架和仿真系统的有效性。