天基监视中的双星相对运动模型研究

以天基监视为背景,依据几何学原理和矢量计算工具,主要研究了双星相对运动模型。一方面,突破力学求解方式,采用一种区别于传统轨道根数的卫星轨道生成规则,可清晰直观地描述卫星轨道;另一方面,结合光电跟踪系统,研究了双星运动过程中的相对方向变化。通过对异面太阳同步圆轨和共面地球同步圆轨双星相对运动模型的仿真计算,获得了卫星轨道、相对距离、方位角、俯仰角、方位角速率、俯仰角速率的变化结果,分析结果证明了此方法的合理性,可为天基监视中的工作区域选择、卫星轨道设计、监视系统设计和捕获跟踪瞄准控制系统设计等物理问题和关键技术提供定性和半定量参考。     

星载光电跟踪关键技术研究

介绍了星载光电跟踪平台的组成与工作原理,对跟踪关键技术进行了研究.分析了星载光电成像跟踪传感器应用技术,给出了星载平台复合轴跟踪系统的两种设计方法,并提出利用激光成像目标反演技术进行目标识别,为星载光电跟踪平台的设计提供参考.     

刺穿时空的鹰眼(六)

"探路者"徽章:导弹防御局、空军空间与导弹系统中心、波音公司、鲍尔宇航技术公司"探路者"天基太空监视卫星"探路者"卫星的真名是天基太空监视系统(SBSS)。"探路者"天基太空监视卫星的主人是美国战略司令部,联合空间指挥司令部。美国导弹防御局和位于加利福尼亚州洛杉矶的美国空军太空与导弹系统中心负责研发     

空间光电探测/干扰技术需求与展望

围绕对深空背景/目标信息认知与空间对抗能力的提高,提出对基于天基平台的中高轨深空目标光电信息荻取新方法;太空平台光电攻防新概念;以及深空背景/目标识别新技术研究的需求,以及其中所涉及主要技术难题,为建立国家空问光电探测/干扰技术研究基础,为进一步"和平利用空间",以及缩小与美、俄在空间攻防技术领域的差距,呼吁加大技术基础与能力建设建议.1需求技术领域(1) 天基深空目标光学信息探测;(2) 深空目标光电特征认知识别;(3) 天基光电探测/干扰卫星系列;(4) 星间激光通信信息截获干扰;(5) 空间激光探测/干扰中继卫星.2重点研究内容(1)深空目标光电信息探测新方法:1)深空目标红外辐射信息与特征探测;2)空间敌我双方目标识别方法与手段;3)卫星及天体目标激光散射特性测量;4)星间激光通信信号实时截获与破译(2) 空间平台光电攻防新体制:1)军用卫星光电探测系统特点与弱点;2)天基多波长电激励高效能新型激光器;3)星载光纤激光相控阵探测/干扰一体化;4)对空间激光/红外源低虚警探测识别;5)自适应宽波段激光防护机理与方法(3)空间卫星平台光电新技术:1)星载脉冲激光电源与高效储能技术;2)无后座力小目标近程激光推进技术;3)对卫星光学镜面/电池粘污材料技术;4)对太阳能电池板的遮蔽网覆盖技术3 主要科学技术与难点问题(1)天基高效能激光器技术(2)天基光电探测识别技术(3)空间卫星平台配套与支撑技术     

卫星刚性载荷体在轨对称摆扫特性分析

为实现卫星摆扫成像,降低载荷体摆动过程中对卫星姿态的影响,提出两个相同载荷体对称摆动的方案,并规划给定角度范围内的摆动规律,使载荷体在滚动轴和俯仰轴分别具有0.6()/s、6 ()/s的角速度,通过对两载荷体摆动特性及动力学、运动学特性的分析,提出以反作用飞轮对卫星偏航轴剩余力矩进行补偿控制的方法。以某卫星示例进行仿真分析,结果表明:两载荷体对称摆动过程中滚动轴和俯仰轴的合成力矩和角动量对卫星姿态无影响,而偏航轴存在周期性变化的力矩,采用0.2 Nm的飞轮进行动量补偿后得到卫星姿态指向精度和姿态稳定度可以控制在0.032、0.006()/s以内,能够实现较高精度的对地面区域摆扫成像。说明以两载荷体对称摆动的方案实现卫星摆扫成像并满足成像需求,在设计理念上是可行的。     

基于CCD点扩散和拖尾特性的星空模拟方法研究

空间监视主要是指对太空中地球附近的各种卫星目标进行监视,以获得各国的卫星部署情报,而利用天基光学望远镜的光学监视是空间监视的主要发展方向。本文提出了一种模拟天基望远镜对空间目标的成像方法,分别利用高斯点扩散方法和线性近似方法重点解决了CCD图点扩散特性和目标图像拖尾模糊两个现象的计算机模拟问题。     

空间目标天基光学观测模式分析

对空间目标的监视可采用地基和天基两种方式实现。与地基观测相比，天基观测在空域覆盖性和监视时效性等方面具有较大优势，空间目标天基观测技术已成为当今空间领域的前沿性技术。目前，许多国家和组织都在大力发展空间目标天基观测技术。天基光学观测可采用光学栅栏、特定天区和地球同步带搜索方式实现空间目标的捕获；可通过恒星跟踪和天文定位方法获取空间目标的位置信息；可采用等待或跟踪方式实现对目标的成像。     

美国天基光电侦察系统的发展分析

对美国天基光电侦察体系中的地球成像卫星系统、下一代光电系统、空间跟踪与监视系统和＂战术星＂系统等进行了研究,分析了高分辨率全色多光谱相机、先进的宽视场捕获传感器和窄视场凝视型多波段跟踪传感器、高分辨率超光谱成像仪的主要技术指标与使用特征及商业卫星提供的光谱频段及分辨率指标.在未来发展计划中,对大型衍射薄膜光学系统、先进的光学相机系统、尖端光学传感器、高级红外探测器、可见光和红外成像仪等高新技术装备进行了简要的介绍.     

美国SBIRS GEO-2卫星发射升空

2013年3月19日,美国天基红外系统(SBIRS)GEO-2卫星从卡纳维拉尔角空军基地发射升空。该卫星计划在地球上方22300英里(大约35888km)处的某个秘密轨道上工作,它将进一步提升美国监视网络对全球范围内的导弹发射情况进行探测和跟踪的能力。美国空军空间司令部的负责人表示,他们是否具有战略导弹预警能力对整个国家的安全至     

空间监视的现状及发展趋势

随着现代战争对卫星的依赖越来越多,对空间目标和空间活动监视成为控制空间的关键。文中对关俄两个航天大国的空间目标监视现状和发展趋势进行了详细的介绍,并针对我国空间目标监视开展较晚的现实,提出了发展空间监视系统需要注意的几个关键问题。     

反作用轮实现微纳卫星光电跟踪物理仿真

为了验证以反作用轮为执行机构实现姿态机动,完成微纳卫星对运动目标跟踪的可行性,设计了基于单轴气浮台的微纳卫星光电跟踪物理仿真系统。首先,为提高物理仿真系统的性能,分别对反作用轮和气浮台的干扰力矩进行分析;其次,针对反作用轮存在的干扰力矩和加、减速时间常数不对称的问题,设计了增益调度和力矩补偿相结合的反作用轮控制策略;再其次,采用双闭环-速度前馈的控制结构,完成了微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的控制系统的设计;最后,为了验证仿真系统的跟踪性能,对作正弦运动的一维靶标进行跟踪。实验表明:对于跟踪最大速度为9（）/s、最大角加速度为4.5（）/s2的正弦运动靶标,物理仿真平台的跟踪精度达到0.4,从而说明以反作用轮为执行机构实现姿态机动,微纳卫星可以实现对运动目标的跟踪。     

基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究

为了解决光电经纬仪由于机动目标运动模型不准确而引起的跟踪精度下降的问题,采用了单隐层前向神经网络(SLFNs)进行建模,提出了基于状态参数双重扩展卡尔曼滤波估计的共轴跟踪控制技术。仿真与实验结果显示,对83.33sin0.6t的等效正弦目标的速度估计最大误差为0.070 9()/s,跟踪精度为2.42';对旋转周期为4.5 s的光学动态靶标的跟踪精度达到2.96'以内。由此可见,所建立的模型与机动目标实际模型匹配,双重扩展卡尔曼滤波器(DEKF)能快速跟踪和估计状态参数。与传统控制方法相比,提出的方法具有更高的跟踪能力,能有效提高系统的跟踪精度。     

基于多重交叉残差方法的空间目标旋转特性分析

针对传统的频谱分析和自相关函数反演周期时常出现虚假周期的问题,提出了多重交叉残差法处理空间旋转目标雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的时间序列。以空间跟踪和监视系统(Space Tracking and Surveillance System,STSS)卫星为例,仿真了空间目标失稳旋转状态,对比了频谱分析、自相关函数和多重交叉残差3种方法的处理结果,发现当目标存在进动运动时多重交叉残差法抗干扰能力更强。在此基础上,进一步研究了不同章动角时多重交叉残差法对旋转周期的反演效果,结果表明章动角大小会影响旋转周期的反演准确度,且章动角达到一定数值后,卫星进动幅度过大导致RCS序列周期性模糊,无法用多重交叉残差法反演出旋转周期。     

基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计

针对交流永磁同步电机驱动的大型望远镜的高精度、低速平稳运行问题,研制了一套基于浮点数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的驱动控制器。该控制器以DSP 作为主控制器,FPGA 作为协控制器,主控制器完成控制算法、接受指令等功能,协控制器实现PWM 产生、电流采集、速度检测等功能。根据永磁同步电机矢量控制原理建立了永磁同步电机的数学模型,进行了永磁同步电机控制器的硬件设计;在硬件设计的基础上,采用自适应PI 对望远镜的低速控制性能进行了研究。实验结果表明:当望远镜以32.4 （）/s 匀速运行时,速度波动范围为0.648 （）/s;当对望远镜做最大速度为1（）/s,最大加速度为1（）/s2 的正弦引导时,最大引导误差为9.72 ,引导误差RMS 值为3.24 ;该驱动控制系统能够实现望远镜的低速平稳运行,满足大型望远镜伺服控制系统的性能要求。     

2.5b--A laser satellite ranging system--Part II: An analysis of the GSFC laser ranging data

The Laser Tracking System at Goddard Space Flight Center has obtained several sets of data from the BE-C and GEOS-A satellites. This paper presents the results of the analysis of data taken with this system, whose primary measurement is the slant range from the tracker to the satellite.     

基于光纤陀螺的转台周期性误差抑制方法

为抑制测角系统周期性测量误差对光电跟踪系统速度平稳性和成像效果的影响,采用光纤陀螺系统建立误差模型和误差补偿器,对系统进行误差补偿控制。首先,对测角系统测量结果中含有周期性误差的机理进行分析,建立了周期性测角误差的数学模型;其次,采用高精度光纤陀螺建立了一套基于傅里叶理论的角度测量误差模型采集系统,并通过七个步骤提取了测角误差模型的具体表达式;然后,根据提取的测角误差表达式,分四个步骤对系统周期性误差进行补偿控制。最后,通过跟踪成像实验来验证控制补偿的有效性。实验结果表明,跟踪速度误差的最大值降低到0.04 ()/s,比未补偿控制时降低了8倍左右,满足光学成像系统速度误差小于0.1 ()/s的要求,条纹成像效果得到了明显改善。     

基于SOC的软件在轨重构功能实现

空间飞行器在复杂多变、环境恶劣的太空环境中需要保持连续稳定地工作数年。为了适应复杂的太空环境，完成空间中的探测、定位、通信等任务，星载电子设备以片上系统（SOC）作为主控芯片通过软件版本切换、地面上注更新以及软件程序纠错等软件动态部署技术，实现系统的软件重构功能。该功能很好地解决了星上载荷工作参数动态更新的需求，以及不同的飞行任务或任务的不同阶段需要采用不同工作模式的问题，提升了系统灵活性及可靠性。     

基于飞机降落信息的ADS-B数据跟踪算法

在空中交通管制(ATC)领域,广域监视系统中的ADS -B接收机在飞机飞行方向改变时,由于其收星的数量减少导致数据率变低,并且在飞机降落过程中丢点严重.结合ADS -B数据的特点,采用两个模型分别表示飞机的匀速运动和匀加速运动状态,利用三点速度方向预测修正对地速度,并引入飞机降落的先验模型,实现在广域监视中对飞机的有效...