基于STK/X的卫星系统信息传输时效性仿真

介绍了卫星工具箱软件(Satellite Tool Kit,STK)的主要功能及其在航天领域的应用。在介绍该功能和特性的基础上,深入研究了STK的接口模块STK/X,并利用VC对STK/X模块进行了二次开发,实现了STK与VC软件的集成,完成了卫星编队系统的建模与仿真。根据仿真结果分析了卫星编队系统中卫星数目与系统信息传输时效性的关系,该仿真方法对卫星编队系统的设计具有参考价值。     

多拓扑路由在小卫星网络中的容错保护与流量优化

小卫星星座网络需要具有很好的容错抗毁能力,同时对于不同业务流能选择不同的优化路径进行传输。提出使用多拓扑路由技术解决小卫星星座网络的网络保护和流量优化传输问题。在STK和OPNET平台上设计了小卫星星座网络模型和多拓扑路由协议,并进行了仿真实验。仿真结果验证了星座网络的容错保护功能和对不同业务流的多路径路由选择功能。     

编队小卫星干涉合成孔径雷达基线设计研究

该文提出了一种编队小卫星干涉合成孔径雷达(INSAR)基线的设计方法,该方法基于编队小卫星空间几何模型和实际地理模型,分析了干涉回波信号特性,给出临界基线和最优基线的选择方法,分析了等效视数、信噪比和地形坡度对基线选择的影响。并基于C波段编队小卫星进行了仿真设计,给出了在一个轨道周期内,干涉基线的变化情况和测高精度变化的仿真结果。仿真结果验证了该文的基线设计方法的有效性。     

小卫星编队光通信系统设计

根据小卫星编队的特点,针对特定编队进行了模型仿真.分析了卫星平台振动对系统编队小卫星间光通信链路的影响,以此为根据对光通信链路进行了预算.提出了比较实用有效的编队小卫星间通信的系统设计.     

编队卫星合成孔径雷达空时二维压缩感知成像

以减小编队小卫星数据传输负荷,加快编队小卫星合成孔径雷达(SAR)成像速度为目的,提出了一种基于空时二维压缩感知(CS)理论的解决方案。通过对编队小卫星SAR回波信号模型稀疏性的研究与分析,提出了一种基于该回波模型的空时二维压缩算法。在此基础上建立了编队小卫星SAR的回波稀疏模型和目标信息的重构矩阵,并用最小l1范数算法对压缩后的数据进行了时间维和空间维的恢复重构,实现了编队小卫星的低负荷、快速成像。通过仿真分析,验证了该方案的有效性。     

基于STK/Matlab的航天器可见性仿真分析

卫星工具软件包(STK)是航天领域进行卫星系统仿真和分析的重要工具,能够满足卫星二维和三维的可视化仿真要求。在对STK/Connect模块进行研究的基础上,利用STK/Matlab接口模块,对航天器与目标的可见性进行仿真,取得了良好的效果。     

面向确定性传输的新型虚拟卫星编队方案

卫星编队飞行队形相对稳定,可有效支撑确定性传输,但其队形控制需要较大的实时计算开销,且不支持多业务的灵活部署。为此,基于广泛部署的低轨星座,提出了虚拟卫星编队方案,通过选取合适的卫星构建编队来实现时敏业务的确定性传输。首先,阐述了虚拟卫星编队的设计理念,分析了基于低轨星座设计编队的挑战和性能需求。然后,通过刻画星间链路的生存时间与距离变化率属性,构建编队节点选择模型,针对时敏业务需求设计虚拟卫星编队选择算法。最后,基于STK和Exata搭建卫星网络场景进行仿真验证,实验结果表明,所提方案能为时敏业务提供与卫星编队飞行相同的性能指标,且具有更灵活的业务部署能力。     

基于STK引擎的星载遥感器对地观测仿真软件设计

在自主开发的软件中嵌入STK,把STK作为卫星在轨仿真的计算引擎和三维可视化引擎,是一个可行的技术途径。首先,介绍了以STK为计算引擎的、包括C++/CSharp/HTML/Java/Matlab/Power Point/Vb.net等多种计算机语言为开发平台的卫星在轨可视化仿真系统的实现途径;在此基础上,给出了在VS2008下利用MFC开发的在轨卫星的可见性分析和姿态仿真的软件设计方法和仿真软件的运行结果。通过对基于STK二次开发的在轨卫星的可见性和姿态仿真软件的开发可以看出,在熟悉MFC程序框架、STK Connect接口指令系统和STK的专业仿真功能的基础上,在微软公司的VS2008平台下对STK进行二次开发可完成较为复杂的航空航天仿真任务。     

主星带伴随小卫星编队系统的AT-INSAR基线研究

对于小卫星编队雷达系统来说,基线是编队构形设计的关键,本文主要从AT-INSAR(Along Track Interferometry Synthetic Aperture Radar,简称AT-INSAR)测速精度方面来分析基线:首先根据小卫星编队空间几何关系,建立了空间基线的模型;接着建立了主星带伴随小卫星编队雷达系统AT-INSAR模型;基于这两个模型,分析了空间基线对于测速精度的影响;最后以"干涉车轮"为例仿真分析了空间基线对于AT-INSAR测速精度的影响,得到了有用的结论.     

分布式小卫星合成孔径雷达的空间编队构形研究

合理的空间编队构形是实现分布式小卫星SAR系统功能的基础.着重讨论分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)空间编队构形的设计问题.分析了实现三维地形成像、提高空间分辨率和动目标检测三种系统功能时,空间编队构形设计所需解决的问题,提出了进行分布式小卫星SAR空间编队构形设计的三个最优化准则,给出了空间编队构形的评估方法,并对现有的几种分布式小卫星SAR的空间编队构形进行分析.最后根据分布式小卫星SAR的空间编队构形,通过与单颗星载SAR回波信号相比较,分析了分布式小卫星SAR回波信号的特点,为其数据处理提供参考.