特征模型方法在中继星天线指向控制中的应用

主要研究基于特征模型的自适应控制方法在中继星天线指向跟踪控制中的应用.利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,分别采用基于特征模型的自适应控制方法和经典PID方法进行卫星本体姿态和天线指向跟踪控制,并比较两种控制方法的控制稳定性和控制精度,仿真结果表明用特征模型自适应控制方法设计的控制器能满足系统性能要求,并具有很强的鲁棒性和抗干扰性.     

中继卫星任务规划调度概念建模研究

从结构化描述和形式化描述两方面对中继卫星(TDRS)任务规划调度概念建模进行研究。其结构化描述采用基于框架理论的结构化描述模板技术,形式化描述采用XML语言,同时研究了结构化描述模板向XML Schema的映射规则和方法。     

两颗中继卫星共用测站协同控制研究

中继卫星地面应用系统建设周期长、建设造价昂贵。处于相近轨位的两颗中继卫星使用同一个测站进行测控和数据中继应用,能够有效降低系统建设成本。通过梳理卫星各平台测控事件之间的时间约束关系及其对地面应用系统的设备的使用约束,分析了测定轨精度、位置保持、星蚀期能源管理、地敏探头干扰保护对共用测站的影响,提出了两颗中继卫星分时测定轨、位置保持分别进行地敏探头干扰保护的方法,以及平台应急条件下共用测站控制支持模式。最后,就共用测站执行数据中继任务提出了建简易备份站降速使用的建议,为中继卫星地面应用系统建设提供有益的参考。     

中继卫星在轨控制技术研究

针对中继卫星轨道、姿态和天线指向控制高度耦合的特性,研究了适应中继卫星特性及工作模式的在轨控制技术.分析了地球形状、太阳光压、日月引力等中继卫星轨道摄动;在此基础上,设计了中继卫星平台控制中的东西、南北位置保持环和控制策略;并在考虑轨道、姿态限制基础上,建立了中继卫星天线指向控制计算模型,分析了天线指向控制模式及捕获跟踪控制流程;从而从卫星平台控制和天线指向控制两个方面研究了中继卫星在轨控制技术.     

LEO卫星接入TDRSS的可行性分析与仿真

该文讨论了使用固定天线和中低发射功率的LEO卫星接入到跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS),并通过跟踪与数据中继卫星(TDRS)来实现空-地数据传输的可行性。文中给出了LEO卫星与TDRS进行通信需满足的前提条件,提出了通过计算机仿真来计算LEO卫星与TDRS全天通信时间和通信业务量的一般思路和具体实现方法,为论证具有固定天线的LEO卫星接入TDRSS的可行性提供了依据。     

中继卫星与用户星双向跟踪关系及策略

从跟踪策略和通信链路建立角度出发,利用中继卫星(TDRS)和用户星的空间几何关系,充分考虑用户星体和地球遮挡因素,推导出基于卫星经典轨道根数和姿态的TDRS与用户星的双向跟踪规律以及TDRS对用户星覆盖率计算公式.同时为了克服星体遮挡,提出用户星天线安装在星体对天面桅杆上的最佳安装策略,确定了桅杆高度与星体长度的关系,它们是TDRS和用户星跟踪部件设计和业务测控的基础.     

中继星快速机动及稳定控制方法

主要研究中继星快速机动时的控制问题.设计多输入多输出特征模型的自适应控制律,结合逻辑微分控制律、逻辑积分控制律,进行卫星本体快速机动和天线指向跟踪控制;利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,仿真结果表明,特征模型的自适应控制器能够保证卫星和天线的快速机动性和控制稳定性,并与传统的PD控制方法相比有更好的控制精度,同时系统参数改变时具有很强的鲁棒性.     

Zenith pass tracing of the inter-satellite linkage antenna

The inter-satellite linkage antenna of the user satellite uses the Elevation-over-Azimuth type,and the zenith pass problem occurs during tracing TDRS. Firstly,the movement laws of the inter-satellite linkage is introduced for predicting the movement of the user satellite antenna. Then,the potential zenith pass moment is analyzed in detail. Some special orbits for the user satellite that can avoid the blindness zone are obtained. Finally,the zenith pass tracing strategies for the user satellite antenna based on the mechanical tilting are designed by using the trajectory preprocessor. The designs are based on the predicting results of the movement laws of the inter-satellite linkage. The strategies are proved to be reasonable and feasible for solving the zenith pass problem by simulation.     

基于STK跟踪与数据中继卫星轨道设计与仿真

发展跟踪与数据中继卫星对于构建天基测控网有着重要意义.概述了跟踪与数据中继卫星的定义与任务,阐述了跟踪与数据中继卫星通常选择的轨道,分析了地球静止轨道(GEO)中继卫星的地面覆盖特性和两颗GEO星组网的轨道覆盖盲区,以及中低轨卫星组网的步骤.提出了利用STK仿真分析中继卫星星座构形的方法,设计了基于STK的适合我国的地球静止轨道、大椭圆轨道、近圆轨道三种轨道的中继卫星星座与中低轨用户星的可见性仿真试验,通过对仿真结果的分析提出了我国中继卫星星座构形的初步设想.     

航空器目标的星间天线指向实时监视系统设计

研究了航空器目标跟踪中继卫星的星间天线指向实时监视问题.设计了星间天线指向监视计算模型,通过对航空器实时位置和中继卫星轨道的求解,得到了惯性系下的天线指向矢量,再通过坐标转换和矢量投影,得到了航空器星间天线理论指向角.通过将计算得到的理论指向角与遥测的天线框架角作差,得到了天线指向误差.在此基础上完成了天线指向实时监视系统设计,并进行了跟踪过程天线指向精度的事后统计分析.该天线指向实时监视系统利用航空器的遥测信息实现了跟踪过程中星间天线的指向角及指向角误差的实时确定,取得了良好的应用效果,有效地保证了数据中继任务中航天器用户目标对中继卫星跟踪的准确监视.