全球星系统48星星座的高效卫星控制

全球星股份有限公司正在开发的全球星系统将使用48颗低轨卫星(见图1,略)建立一个世界范围内的移动通讯系统,该系统符合副总统戈尔先生在全球信息基础设施方面的观点。作为一个由新公司开发的大型长期商业系统,全球星系统提供了一个绝好的机会去探索高效卫星指令控制的新方法。正在研究的设计方案和操作方案不受已有物理或组织结构的影响。该项目确实称得上是“白手起家”。 全球星系统的操作难度很大。显然,即使每颗星一天24小时仅安排一个人来监视和控制,对全球星系统来说也是开支不起的(需要200个工作人员)。即使对每颗星每圈只测控一次,数据获取也要每45秒启停一次。尽管各显基本相同,随着时间的推移,卫星将要显示出自己的“特点”,并要求不同的数据校正和不同级别的服务。 本文讨论了全球星系统的技术难点、目前的工程方案、系统设计决策,并阐述处理卫星、地面系统和操作小组的综合需求和相互关系的操作方案。系统吸取了过去任务中的经验教训,打破了组织机构上的壁障,系统各部分建立了合作关系,为星座的管理制定了新的操作方案。然后由操作方案导出控制中心的要求。 本文最后总结了这些工程方法和方案在将来不同等级卫星星座中的适用性。     

“全球星”系统又添新星

4月24日,波音公司的“德尔它-2”运载火箭从卡纳维拉尔角发射场升空,将欧洲制造的4颗“全球星”电话中继卫星送入高1240千米、倾角51.9°的太空轨道,此后卫星携带的变轨推进系统将使卫星进入预定的低地轨道.此次发射使“全球星”系统的入轨卫星数量增加到8颗.“全球星”系统是由56颗卫星组成的星座,按计划于1999年全部发射入轨,从而能够向全球提供移动     

DARA就小卫星利用商业卫星通信系统传递数据的概念性研究结果

国家对航天计划的预算要求航天工程低成本和高效费比。德国航天局（ＤＡＲＡ）规定了一项指标，通过综合利用新概念来减少小卫星的开发和操作费用。ＤＡＲＡ提出一项研究课题，研究利用现有或即将建成的商业卫星通信系统来减少小卫星操作费用的替力，本文就介绍该项研究的成果。设想了多种数据传输方案，分析了低轨小卫星（科学）和下列通信卫星星座之间的几种方案：ａ）低轨通信卫星，即铱和全球星系统；ｂ）中轨卫星，即ＩＣＯ系统     

ETS—VI上搭载的用于S波段星间通信的星上轨道计算和跟踪系统

本文介绍了日本工程试验卫星-Ⅵ(ETS-Ⅵ,将于1992年发射)上的S波段星间通信设备(SIC)的星上轨道计算和跟踪系统。该星间通信设备有一副多波束相控阵天线,用54个移相器调整波束指向。根据星载微处理器的星上轨道计算结果来控制54个移相器,使波束指向任何所需的用户卫星。星间通信要求精确的星上波束指向,本文介绍了一种方法,可用于星上轨道计算并估计由系统所考虑的各摄动所引起的波束指向误差。     

GNSS无线电掩星大气探测混合星座设计

针对目前GNSS无线电掩星大气探测卫星星座参数依赖大量仿真计算进行统计选取的研究现状,通过将探测卫星星下点与大气测点间地心角距作为观测半径提出了一种虚拟“星—地”遥感假设,给出了一种崭新的掩星测点预估方法,具有计算速度快的特点.基于该方法推导了探测星座参数与大气探测覆盖性之间的极值相关特性,建立了GNSS无线电掩星大气探测卫星星座设计准则,并以GPS和BD为兼容性观测信源完成了GNSS掩星大气探测混合卫星星座设计.通过仿真试验,验证了设计方法的快速性和可行性,GPS+BD掩星大气探测混合星座每日可实现掩星探测量为COSMIC星座的3倍以上,12h内掩星测点全球分布均匀度提升12％.     

我国成功发射“天链一号03星”

7月25日23时43分,我国在西昌卫星发射中心用＂长征三号丙＂运载火箭成功发射＂天链一号03星＂,卫星顺利进入太空预定轨道。此次发射成功后,＂天链一号＂卫星将实现全球组网运行,标志着我国第一代中继卫星系统正式建成。     

TDRSS中用户星的星-星天线跟踪规律深入研究

应用坐标转换，得到用户星的星-星天线基本跟踪规律。针对几种情况，并考虑地球的隔断影响和天线的自身限制，对星一星天线的方位角和俯仰角表达式进行了修正和补充。最后，针对某用户星，应用Matlab进行数学仿真。结果表明，根据得出的跟踪规律，可以使用户星的星一星天线最大范围地跟踪中继卫星。     

敏捷成像卫星多星密集任务调度方法

 面向应急观测需求,对敏捷成像卫星多星密集点目标观测任务调度问题进行研究。针对敏捷成像卫星观测特点,综合考虑卫星可观测时间窗口、任务间卫星姿态调整时间、卫星最长连续工作时间、星上存储容量、卫星能量等约束,建立多星任务调度模型。提出了一种改进的蚁群优化(ACO)算法对调度模型进行求解。该算法借鉴了蚁群系统(ACS)和最大最小蚂蚁系统(MMAS)的思想,结合调度相关约束设计寻优策略和信息素更新策略。引入任务优先级、最早及最晚可观测时间等因素来控制转移概率。仿真结果验证了模型和算法的有效性。     

DARA就小卫星利用商业卫星通信系统传递数据的概念性研究结果

国家对航天计划的预算要求航天工程低成本和高效费比。德国航天局(DARA)规定了一项指标,通过综合利用新概念来减少小卫星的开发和操作费用。 DARA提出一项研究课题,研究利用现有或即将建成的商业卫星通信系统来减少小卫星操作费用的替力,本文就介绍该项研究的成果。设想了多种数据传输方案,分析了低轨小卫星(科学)和下列通信卫星星座之间的几种方案:a)低轨通信卫星,即铱和全球星系统;b)中轨卫星,即ICO系统;c)地球同步卫星,即海事卫星系统。本文介绍利用这些卫星的技术可行性,限制条件以及可能的成本节省。     

利用TDRSS星上导航系统为地球观测卫星精密导航

地球观测系统卫星ＥＯＳ－ＡＭ１的基本导航系统是ＴＤＲＳＳ星上导航系统，为成角仪器标校和例行操作提供精密位置和速度信息。本文给出实时导航性能评价结果，看一下基于ＴＯＮＳ的轨道和频率测定精度能否满足这一要求。     

多星监测调度问题的建模与仿真研究

多星监测调度问题属于典型的资源受限项目调度问题,对其模型研究一直是求解该问题的难点和关键。本文首先对多星监测调度问题进行问题描述,并分析了该问题特有的约束条件及实际应用中的调度需求;其次,在综合考虑监测卫星数目尽可能多、优先级高的卫星优先监测、监测任务平均分配等3类优化目标的基础上,为该问题建立了一个组合优化模型;最后,将该模型应用于2站10星调度的仿真实例中,结论表明该模型能够为多星监测调度问题的求解提供有效的支持。     

COMRING：一个适用于地球观测任务和空间站的小卫星数据中继系统

ＣＯＭＲＩＮＧ（通信环）是一种适用于低轨卫星的数据中继系统新设想，该系统可在低轨迹这航天器与地面间连续传递数据（典型的可传便时间为８０～１００％）该系统可提供连续的全球覆盖而无需大规模的地面站网和不可靠的星上数据记录仪，ＣＯＭＲＩＮＧ采用７～９颗小卫星（每颗重１６０ｋｇ）以等间隔配置在用户星同一轨道上，数据的中继经由星际链路完成，用户星可以是一颗遥感卫星或一颗军用侦察卫星，用于空间站的ＣＯＭＲＩＮ     

基于多频GNSS观测的编队星间相对定位样条表示模型

从编队卫星的高精度星间相对定位需求出发,基于未来全球导航卫星系统(GNSS)多频信号测量体制的发展,综合利用观测数据与待估参数的几何关系以及待估参数随历元连续变化的约束,根据函数逼近理论,提出基于多频GNSS观测的编队星间相对定位样条表示模型,给出多频数据相对于双频数据、样条表示模型相对于传统逐点模型在改善星间相对位置...     

对下一代卫星操作控制的系统研究

自1975年发射首颗ETS-1卫星以来,总计已发射了28颗NASDA(日本空间局)卫星。关于卫星的操作,NASDA已经开发了实时遥测/遥控处理系统,可通用于不同类型卫星。目前第三代系统已投入使用。而卫星操作的最新发展趋势则是更加复杂,例如正在出现采纳CCSDS建议的卫星,而且计算机技术也发展的相当迅速。 此外,NASDA在卫星操作中的任务正从主要是卫星星体操作发展为实验/整个卫星任务操作。根据这些情况,NASDA已经开始研究适于操作未来卫星的下一代操作系统。研究中考虑到以下几点: ·任务支持的要求 ·卫星设计的趋势 ·计算机环境的进展 本文是该研究的阶段性报告。     

俄罗斯一箭发射4颗美国通信卫星

10月21日，俄罗斯利用“联盟-FG”（Soyuz—FG）运载火箭从拜科努尔航天发射中心成功将4颗美国“全球星”备份通信卫星送入预定轨道，至此“全球星”系统在轨卫星数量达到60颗。     

高精度星间基线测量方法探讨

针对小卫星分布式雷达星间基线测量的高精度需求,提出了无线电和激光组合测量方法。无线电测量既能引导激光测量系统,又能实现星间通信。该组合方法精度高,且符合星间测量、通信、时间频率同步一体化设计要求。     

任务操作中心——航天器地面数据系统关键部件的一体化

在以减少预算、限定系统开发时间和用户要求增加能力为特征的环境中,国家航空航天局开达德航天中心的任务操作处(MOD)在开发其航天地面数据系统方面提出了一个新的、高经济效益的新概念:任务操作中心(MOC)。按这种称为的方法,使用一种现代化的图形用户接口把关键部件集成为一个集航天器规划、监视、遥制为一体的综合系统。MOD目前正在构造多个MOC,其特点是采用通用的、可重复使用的和可扩展的系统结构,可支持X射线定时探测卫星(XTE)、热带降雨测量卫星(TRMM)和先进合成探测(ACE)卫星。 由于有了MOC方法,各种任务操作集合成整体,用户用一个系统即可完成实时健康和安全监视、实时遥控、实时姿态处理、航天器实时和预测性图形式监视、趋势分析、任务规划和调度、指令生成和管理、测控网调度、引导星选择;用专家系统进行航天器监视以及故障排除。MOD还准备按新的MOC管理机构构造测试和训练模拟器。 本文描述了MOC的概念,开发MOC系统中所使用的管理办法,使用的技术和构造MOC系统中对开发过程进行的改进,以及采用MOC法对用户和卫星工程带来的预期益处。     

空军卫星控制网的九十年代计划

一、引言空军卫星控制网是二十多年前建立的,此后发展成为国家的重要卫星测控网。该网目前包括七个全球远方跟踪站和一个中心控制设施——位于加利福尼亚州桑尼威尔的卫星试验中心(图1)。正在执行的一系列改造计划将明显增大空军卫星控制网的能力。其中有两项对九十年代的空军卫星控制网操作有很大影响,即数据系统现代化(卫星试验中心集中式实时数据处理)和综合航天操作中心的建设。     

用于卫星导航多星故障识别的新方法

 通过分析广义似然比方法,指出该方法不能用于多星故障识别。为能够快速识别多颗故障卫星,提高卫星导航定位系统的可靠性,提出了一种可以用于多颗故障卫星识别的接收机自主完整性监测（RAIM）的新方法——假设验证法。该方法对所有可能的故障卫星组合进行假设验证,对每种假设的故障卫星组合计算出卫星伪距偏差,然后利用此偏差构造一个新的奇偶残差矢量,最后利用特定的故障识别准则进行判断。以识别2颗故障卫星和识别3颗故障卫星为例进行了计算机仿真,结果显示：假设验证法故障正确识别率高于85%,高于现有的可用于多星故障识别的最优奇偶矢量法,可以有效提高卫星导航系统的可靠性。同时,与最优奇偶矢量法相比,假设验证法不需要求取矩阵广义特征向量,计算量将减少90%以上。     

一种在轨卫星星上事件状态展示的实现途径

传统的卫星监测显示系统主要以表格、曲线的方式对卫星下传的各类数据进行显示,即使有可视化显示软件,也主要偏重于飞行轨道和姿态运动的三维显示,很少能实时反映卫星星上部件的在轨运行状态。文章结合我国卫星监测技术与三维实时动态显示技术,设计了一种可用于显示卫星星上事件状态的可视化软件,通过对卫星设计阶段模型的导入,解析卫星结构,建立基于卫星重要设备或部件的可编辑的模型,以及与相关实时遥测参数的关联,实现卫星星上状态的可视化。