Use of two-line element data for thermosphere neutral density model calibration

Traditional empirical thermospheric density models are widely used in orbit determination and prediction of low-Earth satellites. Unfortunately, these models often exhibit large density errors of up to around 30% RMS. Density errors translate into orbit errors, adversely affecting applications such as re-entry operations, manoeuvre planning, collision avoidance and precise orbit determination for geodetic missions. The extensive database of two-line element (TLE) orbit data contains a wealth of information on satellite drag, at a sufficiently high spatial and temporal resolution to allow a calibration of existing neutral density models with a latency of one to two days. In our calibration software, new TLE data for selected objects is converted to satellite drag data on a daily basis. The resulting drag data is then used in a daily adjustment of density model calibration parameters, which modify the output of an existing empirical density model with the aim of increasing its accuracy. Two different calibration schemes have been tested using TLE data for about 50 objects during the year 2000. The schemes involve either height-dependent scale factors to the density or corrections to CIRA-72 model temperatures, which affect the density output based on a physical model. Both schemes have been applied with different spherical harmonic expansions of the parameters in latitude and local solar time. Five TLE objects, varying in perigee altitude between 280 and 530 km, were deliberately not used during calibration, in order to provide independent validation. Even with a single daily parameter, the RMS density model error along their tracks can already be reduced from the 30% to the 15% level. Adding additional parameters results in RMS errors lower than 12%.     

卫星多波束天线赋形波束的最优化计算

主要介绍了卫星多波束天线的基本原理和数学模型 ;说明了卫星多波束天线赋形问题的本质是一个优化问题 ;用两种可行有效的优化方法——最小 p乘法和最小最大法分别对矩形区域和中国本土进行了赋形 ,并在最后分析了两种算法的优缺点     

现代卫星导航系统技术的研究进展

首先 ,文章详细地分析了美国GPS系统的技术特征及其现代化进程 ;然后 ,论述俄罗斯的GLONASS系统现状与不足 ,及其与GPS系统的差异 ,并介绍了欧洲的Galileo系统的建设进展及相关技术 ;最后 ,阐述北斗卫星导航系统尚不能满足中国各行业广大用户的需求 ,初步提出发展中国第二代卫星导航系统的总体构想及其关键技术     

Ka波段卫星ATM系统差错控制编码方案

Ka波段通信是当前卫星通信发展的热点 ,卫星异步传递模式 (ATM)技术代表了宽带数字卫星通信网络的研究方向 ,文章研究了适合Ka波段卫星ATM系统的差错控制编码方案。首先分析了卫星信道的特点以及对ATM信元传输所带来的影响 ,并给出了突发误码与信元丢失率 (CLR)关系的仿真曲线 ,然后讨论了六种具有代表性的卫星ATM差错控制编码方案。针对Ka波段宽带卫星通信的特点对六种方案进行了分析比较 ,其中的CASI/ALA以及RM Turbo方案为两种较好的选择。     

卫星天线双轴定位系统虚拟样机动力学仿真

首先概述了双轴定位系统工作原理,在对系统结构进行分析、简化的基础上建立了双轴定位系统三维实体模型。其次,详细说明了基于三维实体模型的虚拟样机建模方法。然后,对虚拟样机进行了运动学和动力学仿真,并针对仿真结果进行深入细致分析,为卫星天线双轴定位系统物理样机的优化设计提供了技术支持。     

多敏感器信息融合技术在卫星姿态确定中的应用

针对惯性陀螺、星敏感器和红外地平仪组成的卫星姿态确定系统,基于联邦卡尔曼滤波技术和多敏感器信息融合技术,提出了二级分散滤波方案,该方案能够实现系统的故障诊断与系统重构,提高系统的可靠性,最后通过仿真解算出高精度的姿态测量信息。     

区域观察小卫星星座重构方法研究

在对地观测任务中，经过优化设计的卫星星座通常具有较强的适应能力。但是，当星座中某颗卫星失效或地面需求发生变化时，就需要进行星座重构，以恢复或增强对部分地区的观察能力。提出了小卫星区域观察组网的方法，重点探讨了在应急情况下区域观察小卫星星座的重构问题，研究了节省能量的卫星轨道机动方法，特别提出了保持轨道属性和星座基本构形的预置量机动方法，分析了应急机动星座重构的几种情况，给出了每种情况的星座重构策略。     

发展中国航天海洋遥感技术的建议

20世纪 80年代末以来 ,中国就开始十分重视海洋遥感技术的发展 ,从 1987年起在FY - 1A卫星上就加上了海洋水色通道 ,发展到 2 0 0 2年发射了专门的海洋水色HY - 1A卫星 ;从地面的海洋反射率光谱仪的测量 ,发展到卫星上的水色、水温扫描仪 ;从简单的假彩色合成处理技术 ,发展到多要素、多功能的海洋要素提取和应用技术。总之 ,中国的海洋遥感技术在国际上已有了发言权和一席之地。但在以海洋卫星为主导的立体海洋监测体系 ,高精度分析与定量比测量 ,多平台监测数据同化和技术集成等方面与国际上先进国家比 ,还存在着差距。就以上方面的差距出发 ,文章最后提出了建立稳定运行的海洋卫星体系 ,必须从多方面入手 ,提高海洋遥感精度和开发同化技术研究的应用水平 ,提出了有效建议。     

模糊神经网络控制器在卫星姿态控制系统中的应用

现代卫星的姿轨控制面临着挠性附件对本体姿态的耦合作用。本文将卫星太阳帆板挠性结构对本体姿态的影响增广进系统方程 ,在PID控制器控制刚体卫星的基础上 ,设计了模糊神经网络控制器 ,采用反向传播和最小方差估计的学习方法进行模糊规则的学习 ,仿真表明 ,模糊神经网络特有的学习和处理定性与定量知识的优点 ,将使卫星姿态在参数变化与外部干扰情况下具有较好的姿态稳定度与精度。     

基于多信号模型航天器多故障诊断技术研究

最优多故障诊断问题是一个NP-COMPLETE问题。本文针对卫星电源这类复杂航天器系统，建立了多信号模型，该模型采用有向图描述元件与测试间的因果依赖关系。考虑系统元件发生故障的先验概率以及可用的测试工具，给出了一种基于拉格朗日松弛和子梯度优化算法的近最优多故障诊断算法。该建模方法与诊断方法在某卫星电源系统测试中得到了验证，结果表明该方法建模简单，诊断速度快，适用于航天器这种复杂系统的多故障诊断。