- 朱政霖;马广彬;黄鹏;林友明;
为解决多星成像规划模型中求解算法任务分配不合理、运算效率较低等问题,根据卫星性能指标和遥感器成像能力等约束条件,建立多星成像规划模型。求解该模型时,基于免疫算法设计任务分配方案,并基于图的最长路径算法设计单轨道圈次调度方案,使卫星能够尽可能多地对分配至该轨道圈次的点目标成像。将单轨道圈次调度结果作为反馈信息,调整任务分配方案,并通过多次迭代使得出的结果接近全局最优解。以多颗卫星对不同数量的点目标成像为条件,对模型进行测试,并与现有的规划模型对比。结果表明:文章提出的模型,能够在较短的时间内求解多星成像规划问题,得出较优的成像方案。
2018年02期 v.27;No.129 6-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K] [下载次数：311 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：3 ] - 杨胜;王曦;李蒙;
载人航天器在轨飞行过程中出现故障、不能按照正常飞行方案继续飞行时,需要快速决策采用预先设计的应急飞行方案,以确保航天员的安全,并尽可能完成既定飞行任务。文章提出了一种基于应急飞行模式识别矩阵的应急飞行方案库构建方法,即以系统级故障模式为线索,建立应急飞行模式识别矩阵,从静态和动态两个维度覆盖载人航天器全部系统功能和整个飞行阶段,对识别出的应急飞行模式设计相应的应急飞行方案,形成应急飞行方案库。该方法成功应用于天舟一号货运飞船应急飞行方案设计,其研究思路和成果也可推广应用于其他航天器的应急飞行方案设计。
2018年02期 v.27;No.129 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 张国云;樊恒海;蔡立锋;张国龙;王大鹏;祝俊淞;
针对低轨卫星在主动降轨离轨时存在轨道高度衰减时间过长、碰撞风险大的问题,提出一种升轨方式的主动离轨处置策略。该策略通过多次霍曼变轨将卫星抬高到安全轨道,按照"保能源、保燃料、保测控"的协调策略,通过调整卫星姿态和角速度,满足卫星离轨后的安全运行、应急处置和科学试验需要。以某退役低轨卫星为例进行验证,结果表明:文章提出的主动离轨处置策略合理有效,在轨数据显示,离轨后卫星绕惯量主轴自旋稳定,能源充足且测控跟踪稳定。该策略可为低轨道内较高轨道卫星的主动离轨处置提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 3390K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 殷建丰;张冉;张相宇;
针对高纬度地区地球同步轨道卫星存在覆盖盲区的问题,提出了一种长期悬停在极轴上空的极地悬停航天器轨道方案。基于日-地三体模型推导了连续推力控制下的极地悬停航天器轨道动力学模型,并针对悬停高度固定和自由两种模式分析了其推力需求特性和燃料消耗。结合工程实际,对采用电推进和太阳帆混合的极地悬停航天器进行了质量核算和寿命分析。结果表明:考虑电推进自身质量,自由悬停模式较固定悬停模式燃料消耗少,但有效载荷质量减小;太阳帆在当前的帆膜技术下不具有提高有效载荷质量的优势,但未来随着材料的发展太阳帆技术的优势会逐渐显现。文章提出的极地悬停航天器可实现对高纬度地区的连续和实时覆盖。
2018年02期 v.27;No.129 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 3667K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 刘燎;孙华苗;李立涛;张迎春;
固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏航角速度和偏航角加速度。然后,基于卫星姿态动力学给出了3个互相垂直安装的反作用飞轮控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的渐近稳定性。以某小卫星为例,对控制算法进行验证,结果表明:文章提出的控制算法具有很好的实用性,控制律有效,能达到太阳电池阵跟踪太阳的效果。
2018年02期 v.27;No.129 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 鄂薇;魏承;王典军;经姚翔;赵阳;
针对基于星箭对接环单圆特征进行姿态估计具有二值性的问题,文章根据空间同心圆环的代数约束关系求解出空间圆环法向量,从而利用单一的星箭对接环结构,计算出目标卫星与追踪卫星之间的相对姿态。仿真试验计算了在不同测量距离及噪声情况下,星箭对接环定姿的误差,并进行分析,实现了在不依靠额外测量信息的情况下,利用单目视觉系统独立对圆心未知、半径未知的星箭对接圆环平面法向量求解,并得到目标卫星相对于跟踪卫星的姿态角,从而为空间非合作目标的姿态估计提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K] [下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ] - 韦欣荣;徐军;王万斌;张宏杰;
针对一箭多星发射过程中的多星测控问题,提出了一种适用于多星星地测控链路的下行码分多址干扰分析方法,构建了星箭联合体电磁仿真简化模型,并采用电磁仿真预测与多星干扰强度分析相结合的方法,评估受干扰信号的干信比上限,检验系统的兼容性。以构型为串联结构形式一箭双星发射的某中高度轨道双星为例,根据其主动段双星所处的构型布局和使用时机的复杂约束,分析评估单站同时接收双星下行码分多址扩频测控信号的多址干扰强度,并进行了双星主动段的在轨飞行试验。结果表明:该方法可有效分析多址干扰强度,满足工程实际应用需求。电磁仿真预测与多星干扰强度分析相结合的方法,为检验星地系统参数的兼容性,以及星箭飞行控制过程中地面站的使用策略提供了有效的支撑,可为类似的多目标工程应用提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1724K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 白崇延;邢卓异;张伍;黄昊;朱舜杰;
为了保证多舱段多子网深空探测器在交会对接、着陆下降、再入返回等特定任务阶段的导航精度要求,针对探测器中各子网守时时间与地面标准时间同步的精度需求,对国内外多子网航天器典型组网方式和时间传输机制进行了研究和分析。在此基础上,文章提出了一种典型的多子网深空探测器时间同步设计方案,采用了基于上下级子网和对等子网相结合的时间同步机制,设计了时间传输机制保证时间维护和发布的精度。经过理论分析和地面试验,文章所述时间同步系统设计方案可以在无GPS卫星支持的条件下,长时间内实现时间精度的自主维护,满足深空探测任务的器地时间同步需求。该设计方案已成功应用于某多子网深空探测器并通过了验证,可为未来深空探测任务相关设计提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2710K] [下载次数：115 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：4 ] - 刘丽霞;李丽;遇今;
针对宇航电源批量化生产可靠性评估的需求,从分析量产产品生产剖面出发,对影响量产可靠性的关键因素进行了分析,识别出关键工艺过程可靠性敏感参数和输出特征参数,并对关键工艺过程可靠性敏感参数和输出特征参数进行了相关性分析,在此基础上建立了对量产可靠性的指标评估体系,并对量产可靠性的内涵进行了探索性研究,提出了量产可靠性的概念。文章提出的指标体系应用于电源产品小批量化生产线,可实现对不同批次电源产品的量产可靠性的评估,为量化评估和保证量产产品可靠性提供了一种解决办法和技术手段,可以推广应用于其他批量化生产产品的可靠性控制与评价。
2018年02期 v.27;No.129 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 黄磊;王福军;于新刚;范宇峰;
针对航天器单相流体回路水击效应对设备及管路的危害,文章基于特征线法提出了水击效应仿真的数学模型,建立相关边界条件和数值计算方法,对一种含并联支路的单相流体回路在阀门闭合工况进行了瞬态水击仿真分析,得到了阀门动作与水击效应之间的关系和规律。分析表明:回路中阀门关闭的顺序与时间间隔会引起不同程度的水击。为此,提出流体回路先关闭上游或先开启下游阀门、同时增大阀门动作的间隔时间以抑制水击风险的方法,可为航天器单相流体回路可靠性设计提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K] [下载次数：253 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 杨双景;曾毅;陈世杰;鲍恩竹;李旭丽;
星载电源控制设备一般由分流器(SR)、放电调节器(BDR)和充电调节器(BCR)三部分组成。为了减小电源控制设备的质量和体积,文章提出了一种将放电调节器和充电调节器合二为一的设计方案。分析了一种双向耦合电感型升降压电路工作原理,给出了主功率电路的平均模型,推导出了该变换器双向工作的传递函数,为校正补偿网络设计提供了理论依据。经Psim软件仿真分析,并搭建原理样机进行了试验验证,结果表明:该变换器双向工作稳定,可以实现蓄电池组充放电功能。该方案减轻了电源控制设备的质量,降低了研制成本,可为后续卫星电源控制设备设计提供参考。
2018年02期 v.27;No.129 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 3062K] [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 杨朋霖;陶利民;王海涛;
太空网络环境具有开放性、随遇接入等特性,处于这种环境下的星载操作系统将面临来自网络的干扰和攻击等安全威胁。为此,文章提出了一种星载操作系统进程安全监控设计。通过插桩技术对星载操作系统的进程控制块数据和控制流数据进行采集,并结合可信计算芯片的保密存储和哈希(HASH)计算能力,对上述数据进行校验,可实现基于进程控制块和控制流的星载操作系统进程安全监控。该设计能够对星载操作系统的运行状态进行安全监控,及时发现恶意代码等的攻击,保证星载操作系统运行时的安全。
2018年02期 v.27;No.129 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 马强;钟良玉;柴源;杨博;陈佳;
针对通信卫星装载转发器数量增长迅速的现状,提出了一种备份环开关最短路径搜索算法,以解决传统人工枚举法搜索路径效率低的问题。首先,建立备份环开关的数学模型,将通道、开关和功率放大器作为节点,射频电缆作为边,用邻接矩阵表示备份环开关节点间的连接关系。其次,采用动态规划的方法,对于每一对节点,寻找是否存在另一个节点使得新路径比已知路径更短,如果存在就更新当前的最短距离,通过迭代得到任意两节点间的最短距离,组成最短距离矩阵。最后,根据最短距离矩阵从终止节点出发反复寻找最短路径中的前一个节点,直至回到起始节点,将各节点逆序排列即为最短路径的通过顺序。仿真结果表明:该算法能够快速准确地找到最优方案,耗时少于人工搜索的1%,可以显著提高转发器测试设计的效率。
2018年02期 v.27;No.129 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ]