高精度激光通信小卫星星座仿真平台设计

针对小卫星星座中卫星间激光通信的要求,提出了一种高精度激光通信小卫星星座仿真平台,该平台由两个模拟卫星和一个控制中心组成.模拟卫星以高精度三轴气浮转台为卫星平台,由星务计算机和各种星上姿态敏感器及姿态执行器构成,高精密气浮转台为卫星提供仿真工作环境,星务计算机、姿态敏感器及执行器为卫星平台实现高精度的指向提供了保障.该仿真平台可根据任务需要进行双星主从控制、双星协同控制、三星主从控制、三星协同控制和单星故障控制仿真,仿真结果表明,提出的仿真平台可以满足小卫星星座激光通信的要求,为下一步深入研究小卫星星座激光通信及小卫星星座智能控制技术提供了参考依据.     

空间相机调偏流机构的设计与控制

为了减小像移对空间相机成像质量的影响,提高相机分辨率,对空间相机像移补偿方法进行了研究.分析了偏流角产生的原因及调整原理,根据本相机自身特点,设计了高精密像移补偿机构.系统采用正弦机构作为传动形式,以80C31作为偏流角控制器,以步进电机为执行元件,以绝对式编码器作为偏流角测量元件,实现了偏流角位置的闭环控制.由于偏流角调整范围在-4°～ +4°之间,以-4°、-2°、0°、+2°、+4°作为假想偏流角期望值,用编码器测得了10组偏流角调整实际数据.实验结果表明:偏流角控制系统精度可达到2′,满足系统对控制系统精度＜3′的要求,可以实现高精度的像移补偿.     

PC/104扩展SJA1000控制器简易方法

PC/104是地址线与数据线分立的结构,而SJA1000则是地址线与数据线时分复用的,如何完成两种计算机体系结构的时序配合是两者扩展的关键。本文通过分析PC/104和SJA1000的操作时序,仅利用两片74245和简单的逻辑门完成电路扩展,该扩展结构中使用一条语句就可完成PC/104对SJA1000的访问控制。该扩展方法具有设计新颖、成本低、电路简单等优点,已经成功应用到某型号航天光学相机原理样机中。     

对地观测卫星偏流角调整机构专检设计

为了保证焦平面偏流角调整机构地面实验的可靠性和有效性,本文对焦平面调整机构专检设备进行了研究。本文首先分析了地面专检设备的设计需求,设计了焦平面偏流角调整机构地面专检设备,实现了对焦平面偏流角调整机构的调节的地面实验。测试结果表明该专检设备能够满足地面实验要求。     

高动态范围视频的多曝光图像序列快速融合

使用多次曝光法进行高动态范围视频获取时,需要将多幅低动态范围(LDR)图像进行快速融合,并满足视频融合系统的实时性要求。本文提出了一种改进的快速多分辨率塔形分解融合算法,在不降低原有算法融合质量的前提下极大减少计算量。算法分别从金字塔分解卷积核、高斯系数扩展插值方法、拉普拉斯系数融合规则、高斯系数融合规则等方面进行改进,简化了塔形分解、融合和重构过程。该方法应用在某运载火箭视频采集系统中,实验结果表明,该改进算法稳定性强,融合质量高,并极大地减少了计算量,运算速度提高了10倍以上,在TMS320DM642DSP上一帧512×512图像的融合时间约为8.9ms,满足25fps高动态范围视频融合的实时性要求。     

SRAM型FPGA抗单粒子翻转技术研究

随着CMOS电路的高速发展以及SRAM型FPGA在航天领域的不断应用,空间辐照的影响,特别是单粒子效应对FPGA的影响尤为显著.为了提高FPGA在空间环境的可靠性,介绍了几种抗单粒子翻转方法,并对其进行了比较分析,实现了SRAM型FPGA抗单粒子翻转的系统设计,采用定时刷新的方法抑制翻转位累加,同时通过故障注入的方式对系统进行了实验测试,结果表明系统设计方法有效可行,既不中断FPGA正常工作,又可以及时纠正翻转位,为SRAM型FPGA在航天领域中应用提供可靠性保障.     

星载调焦机构地面专检设备设计

为了保证星载一体化对地观测卫星调焦地面实验的可靠性和有效性,对调焦机构专检设备进行了研究.分析了地面调焦专检设备的设计需求,结合现有成熟技术,设计了调焦机构地面专检设备,实现了调焦地面实验.最后,对该专检设备的控制进行了转动位移测试和转动速度测试.测试结果表明,该专检设备能够满足地面实验要求.     

高精度空间相机像移补偿机构设计与试验

为了降低像移对空间相机成像质量的影响,提高相机分辨率,以获得清晰的图像,需要像移补偿。而传统的像移补偿机构体积大、质量重,不适合当今空间相机小型化、轻量化的发展趋势。本文针对此问题设计了一套精度高、体积小、质量轻的像移补偿机构。介绍了像移补偿机构的组成与传动原理,并对偏流角控制公式进行了推导,分析了机构的传动精度。通过实验,检测了机构的精度,试验结果表明:像移补偿机构传动精度在力学振动试验前后基本一致,均小于1',满足系统对控制系统精度小于3′的要求,由于发射产生的动态载荷不会对机构的精度造成影响,可以实现高精度的像移补偿。     

基于TSC695F的高可靠航天相机控制器设计

针对传统相机控制器已无法满足航天相机更多的任务需求和更高的可靠性要求,本文根据某实际型号项目应用背景提出了一种以TSC695F为核心处理器,FPGA辅助其进行功能及外围接口扩展的新型高可靠航天相机控制器设计方案,并详细阐述了系统的组成和软硬件设计。结合航天光学相机模拟在轨飞行测试平台进行的大量测试,结果表明,本相机控制器在硬件设计简化和程序映像组织优化的同时工作稳定、可靠,为新一代航天相机控制器设计提供了新的思路。     

空间低纹波液晶显示电源滤波器设计研究

空间液晶设备对电源纹波要求很高,大约为输出电压的0.1%(峰-峰值),但是一般开关电源纹波只能达到1%(峰-峰值)左右。传统卫星电源系统由于体积、重量大,效率低,发热量大等缺点限制它在一体化卫星电源上使用。本文提出了一种由普通开关电源加入有源与无源滤波器想结合的组合滤波方法,使用开关电源产生的纹波降低为0.1%,能够满足空间液晶显示对电源纹波的要求。