基于皮卫星的分布式干扰系统及其关键技术

在对皮卫星的特点总结的基础上,提出了一种基于皮卫星的天基干扰系统,给出了干扰系统的原理性方案,对其中的关键技术进行了分析。     

基于低成本MEMS传感器的皮卫星融合定姿算法研究

基于低成本低精度的MEMS陀螺、太阳敏感器、磁强计组合,设计了Unscented Kalman融合滤波算法.同时考虑到可能的故障模式,提出了仅依赖磁强计的备份滤波算法.在姿态参数选取上,采用修正罗德师里德参数来描述卫星姿态,降低了滤波器的维数,避免了采用四元数时解算状态误差协方差参数的奇异.利用MEMS陀螺采集的随机噪声数据进行半物理仿真,仿真结果表明:该融合算法能有效对卫星姿态进行实时估计,在个别敏感器失效的情况下,同样能实现较高的精度,满足普通任务的要求.该算法具有工程实现意义,是对低精度MEMS敏感器在低成本皮卫星上应用的有益探索.     

基于LabVIEW的皮卫星接收地面站解调器设计

针对皮卫星接收地面站测试系统解调器的应用场合,研究和开发了一种基于LabVIEW虚拟仪器开发平台的软件解调器,提出了一种简化的遥测信号解调算法。利用LabVIEW控制数据的采集和存储,通过VisualC 实现了解调算法,并在LabVIEW中调用该程序来实现地面站遥测信号的解调。给出了解调算法的原理、Costas环跟踪方差的MATLAB仿真和软件设计,通过误码率实验,测试结果证明了该设计的有效性。本解调系统具有应用灵活和便于改进的优点,已应用于皮卫星的测试实验。     

皮卫星姿态确定与控制系统的半实物仿真

卫星姿态确定与控制系统(ADCS)半实物仿真是地面模拟卫星在轨运行情况的一种试验方法,用于检验系统方案以及性能指标。针对皮卫星的特点提出一种可行的姿态控制系统地面半实物仿真方案,利用MATLAB对卫星动力学、卫星运动学进行仿真建模,并模拟输出卫星轨道环境姿态参考矢量(太阳和磁场)供卫星姿态敏感器采集。结合硬件系统完成对皮卫星姿态控制系统的方案验证。仿真试验结果表明设计的半实物仿真方法是有效可行的,解决了皮卫星地面仿真的困难。这种低成本、易实现的半实物仿真平台可广泛用于其它小卫星ADCS系统的检验。     

皮卫星星务管理系统容错设计

作为皮卫星的核心部分,星务管理系统的可靠性关系着皮卫星的安全。皮卫星具有重量轻、体积小、功耗低、高度集成化等特点,难以简单采用传统卫星所用到的星务容错方法。结合皮卫星具体特点,在软件的容错方法中以状态机作为整体构架,采用时间和信息冗余、静态三模冗余数据读写、自诊断和两级看门狗等技术手段设计了具有一定容错能力的皮卫星星务管理系统,并在皮卫星样机和地面试验中,通过综合测试软件验证了容错机制带来的很好的效果。     

皮卫星测控应答机信号互干扰研究

皮卫星上的测控应答机由于受体积、成本和功耗等因素限制,其性能指标比传统测控应答机差,测距、遥控和遥测信号相互干扰较为严重。重点分析了三类信号相互干扰产生的机理,获得相互干扰的不同特征,以及带来的影响。最后,根据分析结果验证了皮卫星测控应答机参数设计的合理性。     

纳卫星与皮卫星的发展近况

纳卫星 (Nano Sat)的概念最早是由美国航空航天公司 (Aerospace)于 1993年在一份研究报告中首次提出的 ,它带来了小卫星设计思想上的根本变革。纳卫星和皮卫星(Pico Sat)是以微机电系统 (MEMS)技术和由数个 MEMS组成的专用集成微型仪器 (ASIM)为基础的一种全新概念的卫星 ,其中纳卫星重量在 10 kg以下 ,皮卫星则降低到 1kg以下。纳卫星和皮卫星主要通过分散的星座式结构实现卫星组网工作 ,可以完成许多任务 ,其中包括空间大范围的制图和地面战场增兵等。纳卫星和皮卫星的特点是单颗卫星体积小 ,功能单一 ,但多颗卫星组成星座后可以实…     

皮卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定算法研究

粗太阳敏感器是一种由多个光电池片配置组成的模拟式太阳敏感器,它结构简单、资源要求少,在皮卫星平台应用较为广泛。光电池光伏输出特性是粗太阳敏感器测量的基础,使用余弦关系近似等效会引入很大的误差。通过实际测试和深入分析,建立了更高精度的粗太阳敏感器输出特性等效数值模型,并以此为基础,推导了卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定的联合在轨实时算法。算法采用多级耦合结构,由1个扩展卡尔曼滤波器(EKF)和6个卡尔曼滤波器组成,同时估计卫星姿态、卫星角速度以及卫星6个面共30个标定参数。仿真表明,和常规的EKF姿态估计算法相比,联合算法的运算量只增加了一半,而估计精度却提高了一个量级。     

“皮星一号A”平稳运行8天8夜

从我国首颗千克级卫星——“皮星一号A”卫星的研制机构浙江大学获悉，经过8天8夜的平稳运行，这颗中国最小的卫星完成全部技术试验任务。这意味着我国首颗皮卫星发射成功。