Contact-free release dynamics of tens of stacked satellites with multiaxial rotations

Stacked satellites have a promising application in aerospace engineering for the merits of high launch efficiency and networking capability. As one of the key technical points, releasing tens or even hundreds of satellites from the stacked state in a simple and contact-free manner is of importance. In this paper, the contact-free release dynamics of tens of stacked satellites is studied with only the initial multiaxial rotations of the system. First of all, a rigid multibody dynamic model of the stacked satellite system is established via the natural coordinate formulation (NCF). The NCF modeling scheme is able to describe the large overall motions of the satellites without any singularity and makes it possible to simplify the varying constraints between the satellites. Then, the orbital dynamics of the stacked satellite system is derived via coordinate transformation by taking the Coriolis forces, centrifugal forces, and gravity gradient into consideration. In order to rapidly and accurately detect the possible contact between satellites, a convex optimization model for minimum distance computation is proposed by using a hyperelliptic approximation for a cubic satellite. Finally, a benchmark example is given to validate the contact detection algorithm and three release dynamic cases for the stacked satellites are presented to demonstrate the effectiveness of the contact-free releasing approach with multiaxial rotations.     

中俄联合火星电离层星-星掩星探测

中俄联合火星星-星掩星探测是人类首次在火星空间环境进行此类的联合试验。用于探测火星电离层的星-星掩星技术较以前星地间的探测技术相比,有可接收高信噪比信号,反演精度高,可探测火星上太阳天顶角大于43°,或者小于138°的区域电离层等优点。本文介绍了中俄联合火星星-星掩星探测方案、基本原理,给出了主要技术指标、地面模拟测试结果。     

基于卫星云图的大区域云层预测方法

云层覆盖是影响对地观测卫星成像的一个重要问题,如果遥感图像中云层比例太高,或者特定目标不可见,则遥感图像就会失效。对地观测卫星能够根据云层预测信息,在多个观测目标之间进行选择。面向对地观测卫星任务规划的应用,设计了大区域范围的短期云层预测方法,首先通过光流法获取云运动矢量,然后依据云运动矢量外推获得预测的云层图像,同时引入拉普拉斯算子刻画云层运动过程中的扩散现象,利用风云二号卫星的真实云图序列数据,通过神经网络的反向传播算法优化扩散因子,以提升云层预测的效果。通过对结果进行分析,引入的拉普拉斯算子方法能够提高云层预测的精度,80%分位数的云层覆盖率误差约为11.7%,该精度的云层预测可以用于指导对地观测卫星任务规划。     

超低轨道地球卫星脉冲星/星光折射/光谱组合导航

针对超低轨道地球卫星导航自主需求,提出了一种脉冲星/星光折射/光谱测速组合天文导航方法。首先根据地球超低轨道卫星运行轨道动力学方程建立导航系统状态模型;分别根据脉冲到达时间差和星光折射角与天体光谱频率建立导航系统量测模型;使用Unscented卡尔曼滤波方法,降低随机误差对导航精度的影响,使用基于UKF的信息融合方法,有效融合了三种天文导航方法结果数据。经计算机仿真分析,该组合导航方法位置导航误差均值为85.62m,速度误差均值0.190m/s,能够满足超低轨道地球卫星在轨运行导航需求。     

International cooperation in assuring continuity of environmental satellite data

In the 25 years since the launch of the first weather satellite, meteorological observations from space have become an essential part of weather forecasting and global environmental monitoring. Beginning in the 1970s, constrained national budgets and the need for a coordinated approach to global satellite observing have caused satellite operators to pursue international cooperation to assure the continuity and compatibility of these systems. This article reviews current bilateral and multilateral cooperation and technical coordination in environmental satellite activities. It also explores the potential for alternative institutional arrangements for maintaining the continuity of environmental satellite data in the decades to come.     

星载GPS接收机RAIM算法性能及参数影响分析

为提高星载GPS接收机的故障鉴别与故障隔离能力,研究了星载接收机自主完好性监测(RAIM)算法的性能,以及参数选取对性能的影响;给出了RAIM算法的可用性及RAIM算法应用的可靠性衡量指标,并推导了内、外灵敏度的计算方法。设计了2种适合于高动态在轨应用环境的参数场景,并基于这2种场景,利用在轨数据分析了性能之间的相互制约关系及不同参数对性能的影响。仿真结果表明:若定位告警门限取300m,可以保证90%的RAIM算法可用性;对于20m的测量误差,能够保证80%的检测概率。将不同性能与先验参数的影响关系具体化,可为不同环境、背景下RAIM算法在工程应用中的参数选取及性能评估提供参考。     

FY-2C星研制过程中的质量管理

为满足用户对风云二号(FY-2)气象卫星的要求,在C星及后续星的研制和生产中实行全程质量管理.介绍了落实责任制,文件化质量管理体系的文件制订与宣贯,包括源头控制、不可靠因素改正、严格把关与彻底归零、验收质量控制的全程质量控制,质量复查,以及发射试验质量控制等措施.C星的成功发射和正常运行,证明了其研制过程中质量管理工作的科学性和有效性.这些经验也为05星的研制建立了良好基础.     

FY-2C星应答机子系统技术改进

阐述了风云二号(FY-2)C星测控分系统应答机子系统的功能,以及载频中心频率、工作体制、接收机输入信号电平、馈线损耗、发射性能和功耗等主要技术指标.给出了子系统的组成和工作原理.介绍了C星应答机的倍频链电路、调制器、选用固态功率放大器(SSPA),以及功率合成器放电余量增大等设计改进.试验验证及在轨运行状况表明,C星应答机工作正常,所作技术改进正确有效.     

卫星多体回收技术综述

文章介绍了多体回收技术在长期在轨运行的侦察卫星中的作用 ,以及国际上对这项技术的研究和应用情况 ,说明了这项技术在目前中国实施卫星照相详查任务中的现实意义。最后还对应该采取的研制方案作了简单叙述。     

基于高分卫星姿态监测的姿态参数算法优化

目前航天测绘相机几何参数的在轨标定通常经由地面检校场数据处理完成。然而,由于一次摄影中难以保证获取的地面检校场影像完整,使得在轨标定周期较长,进而导致实时监测与标定非常困难。“高分十四号”卫星搭载了一种新的姿态测定系统,利用高精度的相机光轴监测实现对相机几何参数的在轨实时标定。文章在此基础上对高分卫星星地相机间夹角在轨解算方案进行了优化,并基于数值仿真和在轨实测数据进行了分析,结果显示优化算法可以进一步提高影像内定向稳定度和最终的定位精度,未来有望在高精度立体测绘应用中发挥重要作用。