Attitude control without angular velocity measurement for flexible satellites

In this paper, by using quaternion models, the problem of attitude control is investigated for a class of flexible satellites. Two control laws are presented for the considered flexible satellite models to guarantee convergence of the closed-loop systems without using angular velocity measurement. One is in the form of a partial state feedback for the case where the modal variable is available, and the other is in the form of an observer-based partial state feedback for the case where the modal variable cannot be measured. Finally, an example is employed to illustrate the effectiveness of the proposed control laws.     

Bipartite graph-based control flow checking for COTS-based small satellites

Single event upset(SEU)effect,caused by highly energized particles in aerospace,threatens the reliability and security of small satellites composed of commercial-off-the-shelves(COTS).SEUinduced control flow errors(CFEs)may cause unpredictable behavior or crashes of COTS-based small satellites.This paper proposes a generic software-based control flow checking technique(CFC)and bipartite graph-based control flow checking(BGCFC).To simplify the types of illegal branches,it transforms the conventional control flow graph into the equivalent bipartite graph.It checks the legality of control flow at runtime by comparing a global signature with the expected value and introduces consecutive IDs and bitmaps to reduce the time and memory overhead.Theoretical analysis shows that BGCFC can detect all types of inter-node CFEs with constant time and memory overhead.Practical tests verify the result of theoretical analysis.Compared with previous techniques,BGCFC achieves the highest error detection rate,lower time and memory overhead;the composite result in evaluation factor shows that BGCFC is the most effective one among all these techniques.The results in both theory and practice verify the applicability of BGCFC for COTS-based small satellites.     

基于输出反馈的编队卫星姿态同步和跟踪控制

研究了卫星编队无角速度测量信息且采用局部信息交互时的姿态协同控制问题.以四元数为姿态描述手段,采用超前滤波方法重构星体绝对和相对角速度信息,设计了基于输出反馈的分散姿态同步和跟踪控制器.利用Barbalat引理和代数图论等对闭环系统的全局渐近稳定性进行了理论分析和证明.以六星编队为背景的数值仿真进一步验证了算法的有效性.     

基于对偶四元数的编队飞行卫星相对位姿描述及算法研究

针对编队飞行微小卫星,突破轨道姿态分而治之的传统模式,利用对偶四元数,提出了主从星间的相对位置和姿态统一描述方法,建立了对偶四元数卫星编队运动学模型。该方法区别于描述刚体纯旋转变换的四元数方法,将主从星的本体系之间坐标变换的旋转和平移过程进行融合、统一,并具有非常简洁的形式。同时,给出了求解模型的算法,解算出主从星间的相对位置和姿态。仿真结果表明该模型及算法科学合理,能够满足编队飞行的测控要求。     

计算机实时生成典型二次曲面图象的研究

描述一种实时生成典型二次曲面－球面的新算法，这种算法只需分别画出面上漫反射和镜面反射的等亮度曲线，就能得到具有高真实感的球面图象，与传统的逐点计算亮度算法相比，这种算法的计算量小得多，并且该算法适于用并行流水硬件实现，理论分析和仿真证明本算法适合实时ＣＩＧ系统。     

－类非线性微分方程解空间显易结构的唯一性

对所有形如的方程的集合Ｅ（Ｄ），引入线性变换群Ｇ（Ｄ），从而将Ｅ（Ｄ）进行等价分类，并由此提出解空间显易结构唯一性概念，指出Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ类方程具第一显易结构，但其显易结构不唯一，而任何非Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ类方程着具显易结构，则其显易结构必唯一．     

从遥感卫星到卫星遥感 ——智联遥感系统及关键技术方向

近年来,遥感卫星正在经历系统规模、数据量、应用场景等方面的爆炸式增长。传统遥感卫星设计孤立,使其协同性不足、响应速度慢,难以体系化应用。提出了一种由管理层、感知层、传输层、处理层、信息层、应用层等多层结构组成的智联遥感系统架构,并梳理了基于区块链、人工智能、软件定义、大数据、云计算、物联网、5G等新兴技术的关键技术方向,以突破遥感卫星系统的联合规划、联合响应、联合处理的多元协同能力瓶颈,为实现从遥感卫星至卫星遥感的全链条革新奠定技术基础。     

多约束多星快响巡察任务规划方法

多星快响巡察任务是指多个目标卫星出现不明状况,巡察服务平台在短时间内进行轨道转移,携带多个子航天器对目标进行飞越巡察。对于该问题的任务规划,首先基于共面机动给出了平台调相策略并建立了满足光照和机动能力等约束的巡察窗口筛选计算模型;其次提出了一种贪婪搜索和多轮规划的方法,用于确定任务分配方案和巡察次序;最后在高精度轨道模型下验证了方法的有效性并将该方法与混合编码遗传算法进行了对比。在算例中,该方法的优化效果稍优于混合编码遗传算法,而且求解效率是后者的约227倍,表明贪婪搜索和多轮规划方法更适用该问题的高效求解。     

ADS-B监视数据质量分析研究

为了进一步推广ADS-B技术,提高ADS-B数据的质量,通过对ADS-B数据的分析,研发了一种ADS-B数据质量评估系统,该系统可以对CAT021报文进行解析,并对解析后的数据的完好性、漏点率和跳点率进行分析,以及航班轨迹的显示。论文中采用了广州＂大和章＂ADS-B台站数据对其进行了验证,其评估结果可靠有效,对ADS-B数据分析研究有一定的参考意义。     

任务计划地面站编队数据加载方法研究

随着航空电子系统不断发展,任务计划地面站作为航电系统的一个场站保障设备,为飞行前数据的组织、任务数据加载、飞行后记录数据的管理传输和视频/音频的回放提供了一种快速、准确、规范和安全的技术手段。为适应航空电子系统多机编队任务参数地面加载需求,确保多个任务计划中加载数据的准确性,降低用户对编队内几架甚至十几架飞机制作任务参数的难度,本文提出了合理有效的编队数据加载方案,给用户的使用带来了极大的方便。