- 陶滢;高梓贺;李文屏;苏曼;李明;周钠;张伟;
面对天基信息网络独具的网络拓扑周期性动态变化、星载网络设备难以按需替换、空间环境安全威胁复杂多样等特点,文章在对天基信息网络安全问题及其应对策略进行简要分析的基础上,提出了面向网络协议架构的多层次天基信息网络能力适变方法,并采用图论的分析手段,从网络拓扑能力的角度,对天基信息网络节点间自适应链路通道增加的能力适变方法进行基本的抗毁效能评估,为构建抗毁弹性的天基信息网络提供有益参考。
2020年02期 v.29;No.141 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K] [下载次数：230 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 陈强;陈晓杰;汪自军;张立国;范颖婷;王皓;
随着日益加剧的全球气候变化引发的气象灾害频发和生命财产损失影响的扩大,要求未来的气象卫星观测系统通过自主星上处理、自主任务规划、星间互联互通等智慧观测手段实现快速响应、精准预报、提前预警和连续跟踪。为此,文章以我国第二代静止轨道气象卫星风云四号(FY-4)为例,结合数值天气预报和短临天气预报等业务需求,提出了包括多载荷自主协同观测、定位恒星自主预报、自主太阳规避等智慧观测的设想和实现技术途径,通过气象卫星智慧观测可有效提升卫星应用效能,更好地发挥气象卫星数据服务能力。
2020年02期 v.29;No.141 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 郝梁;肖枫;张润宁;程博文;禹霁阳;
高分辨率星载合成孔径雷达(SAR)通常采用滑动聚束模式完成成像任务,当分辨率提高到一定程度后,卫星轨道弯曲问题无法忽略,因此需要与之相适应的模式设计方法。为此,文章提出一种应用多普勒牵引的滑动聚束模式设计方法,通过姿态校正的方式保证在合成孔径时间内多普勒中心呈线性分布,使回波可以利用传统的非线性调频变标(NCS)算法完成成像。利用STK和Matlab软件的联合仿真平台,通过建模及仿真成像的方式对设计方法进行验证,结果表明:该设计方法在降低工程实现复杂度和图像后处理的难度上都具有很大的优势,可为我国高分辨星载SAR成像模式设计提供参考。
2020年02期 v.29;No.141 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 刘晓磊;董小萌;潘忠石;张过;宋鹏飞;
针对中高轨卫星海洋成像时缺少控制点下的图像定位精度提升问题,提出一种提升定位精度的方法。该方法利用中高轨卫星成像范围大,配合姿态机动,在短时间内寻找有特征点的区域,通过卫星图像与高精度控制图像进行匹配,寻找控制点,求解偏置矩阵,并将该区域的偏置矩阵补偿到海洋地区,以达到提升图像定位精度的目的。结合中高轨卫星成像特点,对河南嵩山检校场和太原区域图像进行仿真,并利用嵩山检校场数据进行在轨几何检校,将检校参数补偿到太原区域。仿真结果表明:无控制点定位精度从118.3个像素提高到37.8个像素,证明了文章提出方法的有效性。
2020年02期 v.29;No.141 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 冯涛;肖勇;马小飞;王海琛;杨钊;
针对星载环形天线结构复杂、设计仿真难度大的特点,对其发射阶段收拢状态和工作阶段展开状态的柔性索网系统的柔性体约束特性进行定性分析,得出星载环形天线仿真设计难点在于:大规模松弛柔性体约束的建模仿真;大规模张紧松弛并存柔性体约束的状态准确测量、建模仿真及重力影响评价和消除。提出了大规模松弛柔性体规避钩挂缠绕的设计原则,并总结了针对星载环形天线的柔性体建模仿真需要进一步开展的研究工作,以期更好地推动星载环形天线的研究,为后续工程研制和学术研究提供方向性依据。
2020年02期 v.29;No.141 36-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] [下载次数：200 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 李新;赵剑锋;赵啟伟;韩崇巍;
为解决星外天线在轨较大温差所产生的热变形过大,以及热控为减小温差所产生的整星资源消耗等一系列问题,提出了一种高轨卫星星载全球导航卫星系统(GNSS)天线热设计方法。通过将天线"镶嵌"在卫星对地板里,使天线与整星机热一体化耦合,利用整星内部的辐射热环境减小天线高低温差,降低主动控温加热器占空比,从而为整星节省能源消耗。通过热仿真分析验证,与传统的隔热设计对比,寿命末期冬至最高温降低6.7℃,加热器占空比减小35.8%,每个轨道周期能源消耗减小928 kJ。通过在轨验证,该方法可供同类高轨卫星天线热设计借鉴。
2020年02期 v.29;No.141 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K] [下载次数：214 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张晓峰;李海津;
针对电源系统架构灵活性的需求,提出了一种基于软件定义智能功率单元的可重构航天器分布式电源系统设计。给出了系统的分布式架构,采用了一种可软件定义的标准功率单元实现所有发电单元、储能单元的分布式接入。智能功率单元可以通过星载计算机软件定义工作模式,满足不同单元的接入需求。通过搭建分布式电源系统仿真模型,对不同故障情况进行了验证,结果表明:分布式电源系统的可重构控制策略,实现了电源系统高可靠运行。最后,对提出电源系统设计的优势进行了总结。
2020年02期 v.29;No.141 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2073K] [下载次数：388 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：3 ] - 谢伟;靳洋;董宝磊;董梦雪;蓝建宇;林志松;何小斌;
针对航天器平台一级能源变换高压大功率的应用需求,采用并联式DC/DC变换器的最大功率点跟踪(MPPT)拓扑结构,设计一种顺序开关分流最大功率调节(S~3MPR)电源控制器。为了解决传统S~3MPR技术的算法电路复杂、跟踪精度低等问题,兼顾航天器应用环境的特殊性,通过采用模拟电路实现的方式设计出一种基于交错扰动方法的MPPT控制算法电路。该算法可以实现太阳电池阵电压电流输出较大范围内精确跟踪其最大功率输出。研制了5 kW功率(10路太阳电池阵)的原理样机对设计进行试验验证,结果表明:电源控制器性能良好,满足高压大功率航天器平台的应用需求。
2020年02期 v.29;No.141 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 蔡一波;杜冬;孔祥宏;胡梦遥;陶炯明;
针对串联模块式卫星设计过程中整星频率指标难以分解为单个模块动力学特性指标的问题,基于瑞利商理论建立了3种极端状态下的理想模型,结合理论证明、解析计算和参数化建模仿真,提出了一种基于理想模型的串联模块式卫星一弯、扭转、纵向基频的分解方法,并给出了分解的具体步骤,经过卫星模型仿真验证,评估其误差约为15%。该方法可为优化卫星平台结构设计,降低设计成本和设计风险提供有效支持。
2020年02期 v.29;No.141 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈杰;熊晓将;陈亮亮;齐海铭;
针对国内卫星遥控体制国际化的需求,结合已有的空间数据系统咨询委员会(CCSDS)遥控协议体系架构,设计了应用CCSDS空间数据链路安全协议(SDLS)的遥控安全方案。该方案选用认证和加密认证2种业务,并针对不同的遥控安全业务,分别设计了定制遥控帧格式、安全关联、算法管理及密钥管理业务。以目标机为核心搭建验证系统,通过2个典型应用场景验证遥控安全方案的可行性,结果表明:该方案可提高遥控安全系统的灵活性、可扩展性,并且能够有效保护密钥强度,延长密钥生命周期。遥控安全方案的设计及其在遥控单元中的实现,可为我国卫星遥控体制与国际接轨提供参考。
2020年02期 v.29;No.141 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K] [下载次数：192 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 盛瑞卿;朱舜杰;邢卓异;白崇延;赵洋;
与近地轨道交会对接相比,无人月球轨道交会对接由于其月球空间环境和测控资源的限制,对系统的自主性、快速性和鲁棒性都有较高要求。文章从信息流设计角度出发,提出了一种以空空通信链路为基础,构建地面站、目标航天器、追踪航天器的双目标中继通信链路平台,设计了一种支持上下行通路双向自由传输的空空通信方案,通过目标航天器、追踪航天器中的任一航天器,均能实现两航天器上下行数据的自由传输,以提高月球轨道交会对接期间航天器与地面站上下行测控链路的灵活性和鲁棒性。
2020年02期 v.29;No.141 80-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2258K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 阎冬;陶涛;顾明;何熊文;
针对未来航天器中多元化的用户业务对星载设备中数据的采集、存储、修改等处理以更灵活、高效的方式实现的需求,研究分析了CCSDS制定的存储器访问业务的特点、作用及基本的工作原理。通过分析可知,应用CCSDS存储器访问业务可以有效解决当前星载综合电子系统的局限,满足未来航天器数据处理的更高要求。文章提出了其在航天器综合电子系统中的应用场景、可行性、方法和工作模式,对存储器访问业务在未来综合电子系统中应用的优势进行了初步探索。
2020年02期 v.29;No.141 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 陆岚;刘欣;余晟;周波;朱剑冰;
针对空间站系统多个航天器上多条1553B总线组成的总线网络上的复杂数据交互需求,提出了一种面对用户数据包的集中式高效静态路由机制,可实现航天器内和航天器间各类平台数据的稳定可靠传输。该机制简化了传输层和网络层的协议,通过对应用层数据包进行总线采集和查表寻址实现了一对一路由和组播路由,显著提高了系统资源的使用效率。文章给出数据包应用层协议、路由表配置和路由过程控制方法,并描述该机制在空间站系统的应用验证情况。实测数据表明:与广泛应用的UDP/IP协议相比,采用该路由机制能够明显降低协议开销,提高有效数据传输效率,更适用于多航天器设备间的数据交互。最后,探讨了各类飞船和来访航天器应用该机制实现与空间站数据交互的方法。
2020年02期 v.29;No.141 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1773K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 杨晓峰;黄彦如;庞勇;
火星钻探取样是火星探测的重要任务环节,火星硬岩地层的有效钻进是目前火星探测取样面临的主要难题。文章在分析比较目前主要航天国家深空探测采样技术特点与局限的基础上,论述了火星大气丰富的二氧化碳资源转化利用的可行性,提出了超临界二氧化碳射流火星采样技术,分析了超临界二氧化碳射流火星硬岩辅助钻进的机理、优势、应用前景和关键科学问题,为火星探测装置的改进和火星采样技术的创新提供参考。
2020年02期 v.29;No.141 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K] [下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：4 ]