基于ATM网络的空间站内部通信系统

首先介绍了空间站上的业务要求,并且在此基础上,利用ＡＴＭ网络构建空间站内部通信系统,详细分析了系统使用的ＡＴＭ,ＭＩＬ－ＳＴＤ－１５５３Ｂ及ＩＥＥＥ８０２．４网络。最后利用仿真平台构建基于ＡＴＭ网络的系统模型并进行仿真分析,得出了结果,为空间站内部通信系统的设计提供了依据。     

空间站的遥科学

本文简述了1988年国际宇航联合会上众多专家提出的空间站遥科学(Telescience)概念,介绍了欧美空间站遥科学的发展状况。     

航天领域中的新学科 遥科学

遥科学是在航天技术的发展、特别是在计算机科学、信息科学和机器人学迅速发展的基础上产生的。它是80年代才兴起的一门新学科,一经出现便引起许多国家的注意,随之便积极开展研究工作。遥科学率先在80年代由“美国空间站科学应用工作组”提出,其基本涵义是在航天科学实验或军事活动中,用户、操作者在远离太空活动现场的地面或其它控制站内对太空活动进行监控和操作。实际上遥科学技术已在实际的航天活动中得到应用,如:使用机械臂施放或回收卫星的操作。遥科学技术实际上是人、自动化与机器     

国际空间站上的科学实验

<正>国际空间站是人类历史上第一座国际合作建设的空间站,建造这个空间站的主要目的是利用太空的特殊环境(例如辐射、真空、微重力)进行地面无法进行的科学实验。国际空间站的参与国自空间站一开始建立,就利用它进行了各种科学实验,至2011年11月2日"国际空间站"有人值守的11周年之日,共进行了1400多项科学实验。这些实验促进了地面医药、生物、环境科学等方面的发展,并加深了人类对宇宙的了解。美国航宇局认为他的科学实验成果可以向美国的纳税人作交待,在向国会申请航天飞     

空间站材料科学加工试验炉的选择

对国际空间站上各国准备选用的材料科学试验加工炉进行了介绍. 主要呈现以下特点: 高度集成化的材料制备、测试、分析和处理等综合实验能力; 更高的精度、稳定性以及更长的使用寿命; 模块化、标准化和组合式; 应用遥科学实验技术. 从1998 年开始, 为适应未来中国空间站试验的需求, 发展了几类遥科学的空间加工炉及在长时间无人条件下由机器人照料的任意次更换样品的遥操作原型炉. 提出在中国载人航天工程第三步, 即空间站阶段的前期关键技术预研中, 设计和研发功能专业化, 结构模块化和接口标准化的典型功能实验单元, 通过技术集成可以在短时间内高效可靠地完成空间实验设备的配置、集成化和空间应用.      

空间站微重力流体实验设备需求分析

对国际空间站和中国科学实验卫星及载人飞行器上开展的微重力流体实验情况进行论述和分析,重点分析了国际空间站（ISS）微重力流体科学实验设备情况.根据中国空间微重力流体物理科学发展需求,结合国际空间站微重力流体科学实验对设备的需求,提出了未来在中国空间站开展微重力流体实验时空间实验设备需要重点考虑和解决的问题,同时提出相关设计建议.      

大容量信息实时传输技术研究

在信道带宽受限的条件下,实现大容量信息的实时传输是面向空间应用的遥科学技术要解决的核心问题之一。提出了将双总线寻址与双Ｂｕｆｆｅｒ相结合的技术结构,从而实现了在规定的传输协议、规定的信息道链路带宽的约束条件下,视频图像的实时无缝传输与主动遥操作。通过一些关键性技术难点的突破,达到了在２Ｍｂｉｔ／ｓ码速率下按ＣＣＳＤＳ（空间数据系统协调委员会）的位流协议在地基上实时复现出高质量的视频图像序列。     

空间站燃烧科学实验系统设计

建立空间站燃烧实验系统,可满足未来空间微重力燃烧实验系统需求.通过空间站微重力燃烧实验研究,可拓展空间燃烧学研究.根据所要实现的功能及燃烧实验需求,对中国空间站燃烧柜的燃烧科学实验系统进行了设计和分析.燃烧科学实验系统由8个子系统组成,是一个适合开展气、液、固多种燃料燃烧实验的综合性实验系统.考虑到强度设计要求,在完成方案设计后,对系统进行了有限元分析,并在研制的结构件上进行了力学环境实验.实验与分析结果表明,本文设计的实验系统能够满足环模实验的要求,结构合理可行.      

中华星—1卫星

中华星－１是台湾省“国家空间计划局”（ＮＳＰＯ）委托美国ＴＲＷ公司正在研制的一颗科学试验卫星。该卫星的任务是进行Ｋａ频段通信、日地物理和海洋水色研究三项科学实验。卫星上的有效载荷由试验通信有效载荷（ＥＣＰ）、海洋水色成像仪（ＯＣＩ）和电离层等离子体与...     

世界最大的航天工程——"国际空间站"于5月竣工

经过10多年的建造,世界上投入资金最大、参与国家最多、建造周期最长、技术水平最高、应用范围最广的＂国际空间站＂（ISS）,于2011年5月装上了最后两台设备——阿尔法磁谱仪-2（AMS-2）和快速后勤搬运器-3（ELS-3）,它标志着这座＂空间大厦＂正式建成。＂国际空间站＂包含13个增压舱,其中8个用于科学实验和航天员居住,1个为空间站提供初始推进、姿控、通信和储存,4个用于对接。另外,还装有7段桁架结构、4对巨型太阳电池阵、1个移动服务系统和多台舱外仪器设备等。     

深空通信中利用GEO卫星的双跳下行链路特性研究

利用现有的地球静止轨道(GEO)卫星资源,构建深空通信中深空探测器到GEO卫星、再到地面站的双跳链路系统。在自由空间链路段载波宜采用较高频率以获得链路增益;在GEO卫星到地面站链路段宜采用10GHz左右的卫星通信窗口以规避大气的相关影响。与传统一跳链路相比,双跳链路系统可以获得更大的信噪比和信道容量,以及更小的误码率。采用现有的GEO地面天线完全能够满足深空通信的要求,提高了系统的可靠性。     

无人机集群编队控制演示验证系统

为验证无人机集群编队控制算法在实际环境中的有效性,基于四旋翼无人机平台和双数据链、双地面站冗余设计,搭建了分布式控制的无人机集群编队控制演示验证系统。基于分层控制和封装的思想,将无人机控制系统分为执行层和决策层。执行层采用PIX自驾仪进行封装,只需修改自驾仪参数,不需针对不同无人机平台开发相应的控制策略,就能实现对异构集群的控制。需要验证不同的编队控制算法时,只需对决策层的控制算法进行修改即可,使系统具有较强的适应性和扩展性。演示验证系统采用双地面站和数据链,可实现在多种网络拓扑或通信失败情况下的无人机集群控制,具有较高的稳定性和安全性。应用领导-跟随协同编队控制算法,验证了本文演示验证系统的功能和性能。      

遥控机器人在空间抓物实验的仿真研究

本文是对空间机器人由地面站遥控操纵在空间抓物实验方案的仿真研究,它是在图形计算机工作站上用C语言编程实现的。视景化仿真描绘了自由飞行物与机器人之间的相对运动,考虑了空间站与地面站信息传输延迟的影响,用扩展的卡尔曼滤波实现了机器人对自由飞行物的自动跟踪,人在地面站观测预报的机器人和目标物的立体图象,可以经操纵球控制机械手运动。仿真结果表明,该方案对进一步研究有很好的参考价值。     

空间惯性定向姿态卫星数传链路设计

对于采用空间惯性定向姿态的卫星,其在数传设备工作期间不能保证固定安装在星体上的发射天线波束准确指向地面站,这给有效载荷高速数传提出更高技术要求. 研究了这类卫星在轨运行时其姿态相对地面站的变化规律,利用STK软件提供的卫星轨道仿真分析结果,寻找数传天线波束中心轴的较好指向,得到不同天线波束宽度能够实现的卫星对地数传时间. 通过研制140°波束范围内0dBi增益天线,在链路设计上保证了传输速率85Mbit·s-1时有足够的余量. 在星载设备小型化约束（质量10kg、功耗80W）条件下,采用小型化宽波束天线以及固态功放解决了空间惯性定向姿态卫星的有效载荷数据传输问题,设计方案满足相关任务要求.      

量子科学实验卫星射频信道物理层设计

量子科学卫星有效载荷激光链路需要有一条上下行射频高速通信链路作为激光链路的量子秘钥分发途径.构建了量子科学卫星上下行射频链路的物理层硬件和算法,该链路采用符合CCSDS频谱规范的SRRC-OQPSK作为上行调制类型,上行速率达到1.024Mbit·s-1,下行采用SRRC-OQPSK和GMSK调制,速率达到4Mbit·s-1.经过与多个地面站的对接试验测试,结果表明数传通信机的载波捕获灵敏度优于-100dBm,数据解调灵敏度优于-98dBm,AGC（自动增益控制）能力大于43dB,在-96dBm接收信号电平条件下的实际传输误码率优于1×10-9.在轨试验验证证明,射频信道物理层设计方案满足量子科学实验任务要求.      

A scheduling strategy to inter-satellite links assignment in GNSS

By introducing inter-satellite link (ISL), the dependence of the global navigation satellite system (GNSS) on ground infrastructure can be reduced and its performance enhanced via inter-satellite ranging and communication. Owing to platform restrictions, there are usually fewer onboard Ka-band ISL antennas than the number of visible satellites, which poses a problem when optimizing the inter-satellite links assignment of the GNSS. In this study, to optimize inter-satellite ranging and communication, a multi-objective optimization model is built and a scheduling strategy is proposed for the inter-satellite links assignment scheduling problem. The position dilution of precision (PDOP) of links and the transmission time-delay of telemetry data are set as the ranging performance and communication metrics, respectively. We regard the links assignment in each slot as a general graph-matching problem, and apply the Blossom algorithm to obtain the maximum matching. We then generate and optimize the satellite sequences for whole slots using non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II). The simulation scenes include 10,080 epochs of GNSS constellation, and the simulation results show that the performance of the proposed strategy is better than that of other methods published recently, and can provide various solutions to meet the different preferences of system managers.     

天基通信与太空射电望远镜功能一体系统

摘要： 针对现有地基深空通信系统存在深空通信距离不够远、数传速率不够高等缺点,提出一种基于分布式协同控制的天基主动深空通信与太空射电望远镜功能一体系统.该系统部署在地球静止轨道上,由1颗馈源星、1颗中心星和4294颗小卫星（单元星）通过精密编队和在轨自主组装的方式构成,一体化集成天基主动深空通信功能和射电天文望远镜功能.该系统可以为深空探测器提供一个星地高速中转站,由于其部署在地球静止轨道,几乎不受大气云层影响,可以大幅度提升深空探测通信支持距离和数传速率,且能使射电天文望远镜的分辨率和灵敏度提升1~2个数量级.     

基于TDD协议的单载波频带靶机测控系统

设计了一种基于时分双工协议的单载波频带靶机测控系统，在机载和地面站均只配备一套数传电台的情况下，实现全双工通信。详细介绍了时分双工（TDD）协议的帧结构、帧同步和通信实现，并以某型靶机为例分析和计算测控通信的需求和性能，经性能计算和分析表明，该通信协议科学可行。