中继卫星星间天线指向误差传播率研究

基于中继卫星星间天线对用户航天器的跟踪规律,建立了准确的误差传递模型,并对分析结果进行了仿真验证。文中首先定义了误差传递模型所需的各类坐标系;然后使用微分方法分别建立了中继卫星轨道误差传递模型、中继卫星姿态误差传递模型,分析了滚动角、俯仰角和偏航角与指向精度之间的关系,以及位置保持控制对指向精度的影响;最后借助于STK软件的轨道计算功能,使用蒙特卡罗方法进行数学仿真,仿真结果验证了误差传递模型的准确性。     

中继卫星系统动力学分析

应用单摆模型来等效液体晃动，并利用拉格朗日方程建立了中继卫星的动力学方程。在确定天线跟踪规律的基础上，从工程实际的角度分析了天线和星体之间的耦合作用。考虑天线不同的跟踪模式，将卫星的本体视为刚性体，在星体无控情况下进行系统的动力学响应分析。通过数值仿真确定天线在不同跟踪模式下对星体姿态的影响，并通过有无柔性振动和液体晃动结果的分析，得出天线运动特别是高速回扫、附件柔性振动都会对星体姿态产生比较大的影响，而液体晃动对星体姿态影响不大的结论。     

美国三代跟踪与数据中继卫星系统的发展

1983年4月,NASA将首颗跟踪与数据中继卫星（TDRS）送入地球同步轨道。经过20多年的发展,NASA已经部署了两代TDRS,当前正在发展第三代TDRS。本文介绍了跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）的演变过程,讨论了每一代TDRS和地面终端站的采购策略与技术要求,比较了第一代和第二代TDRS的特性和能力,并给出了各地面终端站的当前配置情况。     

引入姿态误差的中继跟踪预报

航天器的姿态控制误差是客观存在的,由于中继终端跟踪能力有限,在某些情况下,姿态误差会导致跟踪中断,从而造成测控资源的浪费并影响正常执行任务.针对姿态控制误差影响中继跟踪的问题,通过对简化姿态旋转矩阵求导,推导出姿态误差与中继终端框架角和角速度的转换关系,得到引入姿态误差的中继终端跟踪预报模型.利用该模型对某航天器中继跟踪情况进行仿真计算,表明:考虑姿态误差情况下,中继跟踪弧段比无扰动情况要短一些,跟踪时间减少的时段发生在天线方位轴与航天器到中继星连线的夹角较小的时候.     

地球静止卫星精密测定轨技术的现状及发展

介绍并分析了针对地球静止卫星的各种高精度测定轨跟踪技术.指出测距系统的校正误差是常规测距跟踪网定轨在沿迹方向和法向的主要误差源,为保证一致的卫星三维位置解算精度,应利用高分辨率的角度观测约束信息来有效地降低测距偏差对轨道确定的影响,或者利用天地基联合定轨的低轨卫星运动几何在轨道改进的同时精化测距偏差.     

中继卫星系统对用户航天器快速测定轨能力分析简

针对快速交会对接方案提出的航天器两圈实现变轨的可行性,使用太阳活动平静期的用户航天器四程测距数据,并结合中继卫星观测模型设计磁暴期航天器仿真测距数据,使用动力学定轨方法进行计算分析,论证了中继卫星系统对用户航天器的快速测定轨能力,解算出的航天器轨道根数精度为快速交会对接机精度分析提供了参考.     

无人机系统的卫星中继数据链

针对大中型无人机系统实现远程测控与信息传输的技术需求,在参考国外“捕食者”、“全球鹰”等先进无人机系统技术体制和实现方案的基础上,提出了利用商业或军用通信卫星作为空中中继平台,建立无人机卫星中继数据链,实现我国远程无人机系统的超视距遥控、遥测和侦察信息实时传输的解决方案,这对延伸无人机系统的作用距离、提高作战效能具有重要意义.文中分析了无人机系统卫星中继数据链的技术体制,提出了工程应用中的关键技术,对具体的工程实现具有一定的指导意义.     

外弹道测量数据采集与处理技术

数据采集与处理技术是数据处理的关键。主要介绍外测事后数据处理过程中测量数据采集、异常数据识别、数据中奇异项剔除、数据丢点、重点检测方法、数据取齐、加密、压缩与采样时间校正、数据平滑滤波等关键技术,其对于研究数据处理新方法和提高数据处理精度,具有一定的参考价值。     

数据中继传输的实时性研究

以提高中继卫星系统数据传输实时性为目标,通过构建数据分发原型系统,分析了用户数据处理的基本流程,从3个方面分析了服务器内部数传时延产生的机理,针对时延产生的各种原因提出了相应的优化措施,并通过原形系统测试,验证了这些优化措施对提升数传实时性的效果。本文结论对指导中继卫星数据分发系统的性能测试,提高数据分发的实时性具有一定的借鉴意义。     

干涉仪测量数据联合定位的方法

提出了干涉仪测量系统的六通道测量数据联合定位的处理思想,并提供了具体的计算处理方法。该新方法是将测速数据与定位数据联合确定运载火箭的位置坐标,进而可计算其速度、加速度等其它弹道参数,这无疑会提高测量数据的利用率和改进弹道计算结果的精度。     

一种基于模糊遗传算法的多传感器多目标跟踪数据关联算法

基于模糊遗传算法发展了一种新的数据关联算法。数据关联的静态部分靠一个模糊遗传算法来得出量测组合序列和S-D分配的m个最优解。在数据关联的动态部分,将得到的S-D分配的m个最优解在一个基于多种群模糊遗传算法的动态2D分配算法中依靠一个卡尔曼滤波估计器估计出移动目标各个时刻的状态。这一基于分配的数据关联算法的仿真试验内容为被动式传感器的航迹形成和维持的问题。仿真试验的结果表明该算法在多传感器多目标跟踪中应用的可行性。另外,对算法发展和实时性问题进行了简单讨论。     

卫星动量轮的污染数据的Bayes参数估计

由于试验条件等的限制,在寿命试验中,所获得的数据可能是污染数据.这时,采用传统方法分离污染项并对产品的寿命进行估计非常困难.针对指数型寿命数据受正态污染的情况,建立定数截尾情况下的数据模型,并采用Bayes方法对模型进行统计分析;在验前分布确定方面提出运用Bootstrap方法确定超参数.实例分析表明,Bayes方法对有污染情况寿命数据的统计推断是有效的.     

Transient Response of Tracking Filters with Randomly Interrupted Data

The transient responses during the initialization phase of a first-order ?-? tracking filter and a second-order Kalman filter are evaluated as a function of radar measurement accuracy and the probability of receiving valid data at the prescribed intervals. Monte Carlo simulation results are complemented by analysis of the filtering processes and curves are presented which clearly define the deterioration in filter performance attributable to reduced probabilities of data acquisition. In addition, the responses of ?-? and Kalman filters are shown to be identical when the ?, ? gains are selected optimally.     

测量船多设备外测数据的融合算法

为了进一步提高航天测量船外弹道数据处理的精度,须根据不同的任务特点和要求选用合适的数据处理方法。针对测量船精度校飞时多设备同时跟踪飞行目标的工程背景,提出多设备外弹道数据融合处理的构思,根据数据融合的原理阐述了数据融合技术在精度校飞数据处理中的应用,给出目标位置融合的几种算法,并用加权最小二乘数据融合算法对实测数据进行处理。工程应用结果表明：本文提出的数据融合方法计算量少、精度高,适合工程应用。     

小波分析在外测数据滤波中的应用研究

为提高弹道估计精度,提出了一种基于小波分析的滤波方法,滤除外测数据中AR（自回归）模型的随机误差。分析讨论了滤波过程中的几个关键问题,提出了利用基于偏自相关系数截尾检验的方法来确定分解层数,然后采用GCV（广义交叉确认）准则来确定均方差意义下最优阈值的方法。本文提出的外测数据滤波方法计算简单,不需要估计噪声的方差。仿真结果表明,该方法能有效滤除外测数据中的AR噪声。     

Global Gravity Field Recovery Using Solely GPS Tracking and Accelerometer Data from Champ

A new long-wavelength global gravity field model, called EIGEN-1, has been derived in a joint German-French effort from orbit perturbations of the CHAMP satellite, exploiting CHAMP-GPS satellite-to-satellite tracking and on-board accelerometer data over a three months time span. For the first time it becomes possible to recover the gravity field from one satellite only. Thanks to CHAMP'S tailored orbit characteristics and dedicated instrumentation, providing continuous tracking and on-orbit measurements of non-gravitational satellite accelerations, the three months CHAMP-only solution provides the geoid and gravity with an accuracy of 20 cm and 1 mgal, respectively, at a half wavelength resolution of 550 km, which is already an improvement by a factor of two compared to any pre-CHAMP satellite-only gravity field model. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Evolution of Icy Satellites

Evolutionary scenarios for the major satellites of Jupiter, Saturn, Neptune, and Pluto-Charon are discussed. In the Jovian system the challenge is to understand how the present Laplace resonance of Io, Europa, and Ganymede was established and to determine whether the heat being radiated by Io is in balance with the present tidal dissipation in the moon. In the Saturnian system, Enceladus and Titan are the centers of attention. Tidal heating is the likely source of activity at the south pole of Enceladus, although the details of how the heating occurs are not understood. An evolutionary scenario based on accretion and internal differentiation is presented for Titan, whose present substantial orbital eccentricity is not associated with any dynamical resonance. The source and maintenance of methane in Titan’s present atmosphere remain uncertain. Though most attention on the Saturnian moons focuses on Titan and Enceladus, the mid-size satellites Iapetus, Rhea, Tethys, and the irregular satellite Phoebe also draw our interest. An evolutionary scenario for Iapetus is presented in which spin down from an early rapidly rotating state is called upon to explain the satellite’s present oblate shape. The prominent equatorial ridge on Iapetus is unexplained by the spin down scenario. A buckling instability provides another possible explanation for the oblateness and equatorial ridge of Iapetus. Rhea is the only medium-size Saturnian satellite for which there are gravity data at present. The interpretation of these data are uncertain, however, since it is not known if Rhea is in hydrostatic equilibrium. Pluto and Charon are representative of the icy dwarf planets of the Kuiper belt. Did they differentiate as they evolved, and do either of them have a subsurface liquid water ocean? New Horizons might provide some answers when it arrives at these bodies.     

船体变形对航天测量船外弹道测量的影响

简要介绍了航天测量船船体变形测量系统的基本构成、测量原理和测量元素,分析了变形测量数据的基本特性,给出了船载外测数据船体变形修正的方法和计算公式;重点考察研究了船体变形数据对航天测量船外测数据和外测定轨的影响。     

基于TeeChart控件的外测数据图形分析系统的开发

针对外弹道测量数据处理过程中对绘图软件的实际需求,基于Delphi 6.0的TeeChart控件开发了外测数据图形分析系统,深入探讨了TeeChart控件的编程方法,阐述了该系统的功能,给出了系统的软件设计和代码实现。     

群时延特性对卫星高速数传中继系统的影响

主要关注线性和抛物线特性的群时延对高速数传系统的影响,在分析了群时延特性的概念后,设计了具有仿真要求的群时延滤波器,建立模型对系统进行了仿真,得出了线性和抛物线特性的群时延对系统接收端信噪比恶化的影响,为整个系统的均衡程度提出了指标要求和参考。