用光学观测方法提高卫星跟踪精度

本文给出了一种提高卫星跟踪精度的方法,并从理论上和实验上对下述两部分进行了讨论,跟踪系统误差的修正和卫星轨道预测的修正。在第一部分中,其结论是;跟踪系统的瞄准误差可用从星球观测来的数据精确地确定,因此修正能够具有约为0.001°的精度,在第二部分中,表明可以从单轨道的光学观测中推断出卫星轨道参数的视误差,而且在使用几个连续轨道高精度的修正之后,人们可以跟踪卫星。当给定轨道预测精度近似为1°时,对1000km高空的卫星,测量精度为0.1～0.2毫弧度或更精确些。     

卫星通信实验站跟踪和数据处理系统的特性

作为实现国内卫星通信用地面站的第一步而建设的卫星通信实验站,就天线传动,自动跟踪,遥测指令和数据处理各系统进行综合试验。明确了系统的综合特性,基本上得到满意的结果,从而证实设计的正确性。天线传动和自动跟踪系统中,根据使用模拟卫星取得的过渡特性,引导跟踪收敛轨迹特性,跟踪误差的伺服系统的基本特性和用现有卫星的跟踪试验而明确了卫星的跟踪技术。根据与模拟卫星组合进行的地面站试验证实遥测指令和数据处理系统的综合特性是正确的。此外,利用现有卫星的轨道予报和确定轨道程序的特性试验,根据实用的轨道予报和观测值就可决定初期轨道。     

哥达德应答机的研制

一、系统的性能和作用哥达德距离和距离变化率系统的任务是为满足近地高椭园轨道卫星而设计的。适用于轨道参数远地点可达十万公里而近地点可为一百公里的园形或椭园轨道。在这些情况下,根据既能在远距离跟踪又能在近距离跟踪的飞船的速度和加速度的变化,对跟踪系统提出了很多并且很精确的要求。跟踪系统的任务是:     

GEO卫星轨道倾角变大后天线跟踪方法研究

针对某使用GEO卫星组网的卫星应用系统,由于GEO卫星寿命末期燃料不足,不能进行南北保持控制,轨道倾角不断变大,地面桁架式天线采用步进方式跟踪卫星困难的问题,研究提出天线的程序跟踪模式,并制定控制天线跟踪卫星的策略,即档位结合频度的控制策略。通过试验确定了最佳控制档位和频度,在实际应用中证明了该方法的有效性和优越性,解决了桁架式天线在卫星寿命末期准确跟踪GEO卫星的难题。     

地基激光反卫星武器跟踪望远镜瞄准控制系统分析

未来战争中激光对包括卫星在内的各种军事装备的威胁越来越严重.由于卫星运动轨道的可预测性,使其较弹道导弹或其它进攻性武器更易遭受到激光的攻击.地基激光武器利用聚焦的强激光束准确攻击卫星上的特殊瞄准点,在辐照必须的时间后,通过热损伤摧毁卫星的光学传感器等易损部件,使卫星致盲或损坏.1994年5月在“星火”光学靶场开始运行的3.5m直径、带有自适应光学的望远镜,是目前世果上最大的低轨道卫星跟踪装置,能精确跟踪经过低地球轨道的卫星,若配备上足够功率的激光器,系统将具备中等反卫武器的能力,并能在较短时间内做好应急的发射准备.本文详细介绍了这台大     

卫星轨道估计算法及其应用研究

讨论了卫星轨道估计的基本原理和算法，并给出了算法的仿真结果，对利用该算法实现的可跟踪高倾斜轨道卫星的最优步进跟踪系统作了简单介绍。仿真表明，该方法用于跟踪倾斜轨道卫星（１－１０°）时，仍可达到１／１０波束宽度的跟踪精度。     

卫星星历

卫星星历、卫星工具集、轨道仿真器、卫星星图、卫星运行轨道计算软件等都是计算、跟踪和预测卫星、空间飞行体的运行轨道的应用程序和系统,统称卫星星历。     

戈达德距离与距离变化率跟踪系统的误差分析

引言摩托罗勒公司为戈达德宇宙飞行中心研制了一种距离与距离变化率跟踪系统(简称R R系统)。其主要功能是测定卫星的初始段和轨道。系统的地面站多到三个,准确测绘定点后,可同时跟踪卫星和以三角测量精确测定轨道。星载应答器有三个通道,可同时应答三个地面站。每一地面站都能测定卫星的距离,距离变化率及方向。所用的最佳信号处理方法使应答器简单,结构严紧、重量小于10磅,辐射功率只需1瓦。系统将在远距离定位站使用,因此所设计的设备要便于运输、可靠和简单。     

基于X-Y座架的过顶跟踪控制技术

在极轨卫星遥感地面站设备中,过顶无盲区跟踪是必须具备的功能。为了跟踪接收的时间尽可能地长,满足过顶跟踪能力的特殊要求,采用了基于X-Y座架的过顶跟踪控制技术。文章中分析了X-Y型座架的特点,解决了A-E座架高仰角跟踪盲区,同时分析了X-Y型座架跟踪不同轨道高度卫星出现的低仰角跟踪盲区。介绍了基于X-Y座架的极轨卫星遥感地面站中过顶跟踪关键技术的实现;分析了X-Y座架过顶跟踪伺服控制系统的坐标转换原理和外场标校技术。最后给出了系统实际跟踪极轨卫星的跟踪试验结果。通过工程实践验证,采用X-Y座架的过顶跟踪伺服控制系统,可实现一定高度卫星的工作区域内的无盲区过顶跟踪。     

卫星早期轨道任务中跟踪异常的应急处理

早期轨道任务中快速捕获目标是卫星测控站的重要任务之一，本文以北京国际海事卫星测控站10多年来执行卫星发射跟踪任务的实践经验为基础，深入分析了卫星早期轨道任务中几类异常跟踪情况产生的原因，并给出了应急处理对策和方法。     

基于早期轨道任务的快速校相的实现

针对卫星在早期轨道任务中的漂移速度快、难以捕获到最大信号的特点,提出了一种新的快速校相方法。以常用的双通道跟踪接收机为基础,分析了该种方法的原理,并最终以软件形式实现。这种快速校相方法可以不需要寻找自跟踪零点,在卫星早期轨道任务中,配合程序跟踪文件,天线偏移一次即可完成校相,使得校相时间控制在5秒以内。结果表明,这种校相方法能够满足对卫星早期轨道任务的要求。     

两自由度卫星太阳电池阵驱动装置的原理与设计

为提高卫星太阳电池阵的发电效率,提出了一套可实现太阳电池对日定向功能的两自由度卫星太阳电池阵驱动装置。控制器根据天气的情况判断系统是主动跟踪方式还是被动跟踪方式。在主动跟踪的过程中,上位机按照航天器的轨道理论推导出在对日定向要求下太阳光线在卫星所处轨道的运动规律。而被动跟踪是采用光电传感器捕捉太阳光线来实现对日跟踪。用驱动装置能实现帆板的对日定向,提高太阳电池阵的发电效率,对未来两自由度卫星太阳电池阵驱动装置设计与控制有一定的参考价值。     

应用技术卫星-6(ATS-6)三站测试的结果

本文叙述了1974年11月3日所进行的一次跟踪试验,在这次试验中,地面站通过中继卫星对空间飞行器成功地进行了24小时的跟踪和测轨。在试验中,使用了一种新的方法准确地计算了应用技术卫星(ATS—6)的轨道数据。通常卫星跟踪包括一个由很多地面站组成的跟踪网和数据收集设备。然而这种新方法是用一个地面跟踪站通过轨道已经确定的同步卫星同时与几个安装在不同地点的地面应答机协同工作。ATS—6跟踪测量数据的随机误差在整个24小时之内,测速为0.3mm/秒,测距为1.5米。分别使用两组数据,通过对卫星轨道的重复计算,可以使ATS—6的速度误差最小达到0.2cm/秒,距离误差最小可达30米。在同样时间之内,最大的距离误差约为250米,速度误差为2cm/秒。利用两颗卫星ATS—6和ATS—3同时跟踪哥达德飞行中心地面站来确定地面站的位置也是可行的。在跟踪的前10小时之内,站址精度可以校正到大约100米的数量级之内。     

激光装置跟踪卫星

国家航空与空间管理局宣布科学家们已经完成了一次用激光装置精确地跟踪卫星的试验,然而,这方法不是十全十美的。     

一种单星对同步轨道卫星的仅测角定位跟踪算法

针对中低轨卫星对同步轨道卫星定位时存在的可观测时间短等限制,结合同步轨道卫星轨道的特点,利用测角信息计算出距离信息。将距离信息与测角信息一起建立新的测量方程,进而提出一种新的基于J2000.0惯性系的单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的扩展卡尔曼仅测角被动跟踪定轨方法,并对测量方程的变量和坐标转换给出了明确定义。仿真结果表明,该算法实现了单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的仅测角被动跟踪定轨,若已获得被测星的先验知识,该算法收敛时间优于未引入距离信息的常规算法。     

当前GPS卫星星座的空间可见性分析

首先提出GPS卫星空间可见性判断准则．然后，利用国际地球动力学服务(IGS)跟踪站提供的GPS卫星广播星历数据，统计分析0～40000km各个轨道高度层的卫星可见性．结果表明：在当前GPS卫星星座配置下，当飞行器轨道高度小于4000km时，完全能够保证同步跟踪6颗以上卫星，而且平均GDOP值小于2；当轨道高度达到12000km时，同步跟踪4颗以上卫星的时段也能达到50％。最后，给出沿设计弹道的GPS导航定位仿真结果，进一步展示了在中、低轨道的飞行器上使用GPS卫星资源进行导航定位的可行性。     

圣诞岛卫星跟踪站

在静止卫星的发射过程中,时刻精确测定卫星的位置和轨道是必要的。设在太平洋中部圣诞岛的测距测速装置就是为此目的而设立的地面设施。根据赤道下面孤岛的环境、日本宇宙开发事业特有的运用条件,从暂仃轨道至静止轨道很大的测量范围,对任何轨道都能跟踪,要求天线跟踪速度10~0/秒、加速度10~0/秒~2,方位可转二转,仰角可从水平至水平的全天复盖,因此与日本国内的同种设备以及国外的卫星通信地面站相此,这是一个独特的地面站。本设备所包括的10米卡塞格伦天线、噪音系数为0.7分贝的常温参放、风冷式10千瓦发射机、采用伪码的距离与距离变化率测量设备于1977年1月完成,用于 ETS—Ⅱ卫星发射时达到了预期的目的。     

北斗卫星全球激光测距观测及数据应用

卫星轨道精确测定是卫星导航系统提供导航服务的基础。北斗卫星导航系统是我国自主研发的新一代卫星导航系统,卫星上均装载了激光反射器,以厘米或毫米级精度卫星激光测距作为北斗卫星精密测轨与微波测量系统的独立外部标校手段。为增强北斗卫星的激光观测能力,上海激光测距站在白天光束监视、望远镜精跟踪、噪声滤波等方面进行了性能改进,在国际激光联测台站中首先实现同步轨道卫星白天激光观测;基于国际激光联测机制,组织国际激光测距站开展北斗卫星全球激光观测实验,获取了28个台站对北斗卫星的激光观测数据,弥补了国内台站地域局限性,为国内卫星获取国外台站观测数据提供了途径。利用全球台站激光观测数据开展了北斗卫星激光独立定轨、广播星历精度检核等研究,并将结果应用于北斗卫星导航系统性能评估。     

利用激光测距卫星实现对测控设备的精度鉴定

测控设备的精度具有重要意义，利用激光测距卫星进行测控设备精度鉴定具有可行性和很大的优越性。首先选择待鉴定的目标，并进行标校；然后选定合适的精确定轨卫星；在轨道预报的基础上，使光学、遥测、雷达等测控设备同时跟踪指定卫星，获得测量数据；通过对卫星精确定轨的模型的应用，获取精确数据；两者对比就可以对测控设备的精度进行准确地鉴定。该方法操作简便，精度高，有着广泛的推广应用前景。     

倾斜过枯跟踪的程序设计

采用Ａ－Ｅ天线座架的遥感跟踪接收站，在跟踪太阳同步轨道卫星时，常常出现目标过顶的现象，因而存在过顶跟踪的问题。