小卫星空中机动发射火箭最少发射条件测试分析

运载火箭的快速测试与发射技术是小卫星机动发射的关键技术之一。空中机动发射不仅能大大提高机动发射的生存能力，且具有很高的经济效益。依据技术的继承性与先进性相结合的原则，围绕小卫星空中机动(机载)发射运载火箭3大主系统，进行了发射前运载火箭测试内容及测试方法的分析比较；提出最少发射条件的概念、安全发射的前提条件和仪器设备要求：给出了最少发射条件的建议；为运载火箭机动发射测试方法和测试流程的制定提供了参考依据。     

一种MEO卫星星地时间同步的新方法

在双向时间比对法的基础上,采用最小二乘法拟合多项式的方法对比对数据进行处理,获得了MEO卫星与地面相对运动引起的钟差的变化曲线;对多项式求导获得了卫星在地面观测站过顶点上的最小钟差值,实现了卫星时钟的星地时间同步。该方法可以应用于MEO卫星导航定位系统中。     

基于遥测数据的定点自旋卫星姿态选优方法

自旋姿态确定和控制都是由地面完成,由于几何观测条件限制、测量误差和计算方法不同,姿态确定结果往往不一致,进而影响到姿态应用和控制精度.充分利用卫星定点后,星上红外地球敏感器对地观测弦宽变化规律,确定了自旋轴与轨道法向夹角与地球测量弦宽关系,推导了由卫星下传遥测数据差分值计算自旋轴与轨道法向夹角的计算公式,由于消除了测量数据系统差,精度得到了很大提高,在此基础上提出的姿态选优算法可以从不同定姿结果中选出最接近卫星真实情况的姿态.该方法已经在我国在轨自旋卫星日常测控中得到应用.     

建立通信导航类卫星的标准通用在轨测试系统探索

分析了目前国内外在轨测试系统发展和应用情况,并对国内航天在轨测试需求进行了研究分析,提出了建立面向通信、导航类卫星标准通用在轨测试系统的思路和初步设计构想。     

具有大型天线的卫星姿态大角度机动解耦控制

为了解决卫星-天线系统的耦合动力学问题,利用一种三自由度驱动与测量机构连接天线臂与卫星平台并控制天线指向.通过该机构在卫星姿态控制系统中引入前馈控制来补偿反作用力矩,从而实现卫星平台与天线之间的解耦控制.在卫星姿态大角度机动条件下建立带有解耦机构的卫星-天线系统动力学模型.以该模型为基础设计姿态大角度机动的控制方案并进行仿真验证.仿真结果表明解耦控制方法将卫星姿态稳定度提高了两个数量级.解耦控制方法能大幅增加天线振动的阻尼,有效提高卫星稳定度.     

通用卫星地面测试平台的设计与实现

为保证可靠性,在卫星发射之前,必须对卫星的功能进行大量的测试。卫星测试平台(卫星地面测试总控软件)是卫星测试中的核心软件,为卫星测试提供了自动化测试手段。为此研制的卫星地面测试总控软件系统是卫星测试中的控制和管理软件,是集计算机通信、实时控制、实时数据处理归档、分析、回放等功能于一体的复杂软件系统。该系统已在多种型号任务中使用。     

通信卫星转发器I/O特性地面测试的自动化测试方法研究

通信卫星转发器I/O特性主要表征转发器功放器件的线性特性和输出能力.是通信卫星转发器的重要参数之一.本文介绍了现行I/O测试方法.并将其与自动化测试相结合,实现了对测试设备的自动化控制和测试步长的智能化调节,设计并改进了一套卫星转发器I/O特性自动化测试方法.该方法已应用于现行通信卫星地面测试"-3中,并取得比较理想的测试结果.     

粒子群优化加权灰色回归组合的卫星钟差预报

为了提高卫星钟差预报的精度和稳定度,提出了一种基于粒子群算法优化指数函数和线性函数逼近的加权灰色回归组合的自适应卫星钟差预报方法.该方法首先在建模之前考虑到卫星钟差钟跳频繁的现象,采用中位数法探测钟跳数据并将其剔除后,采用分段线性插值法将缺失的钟差数据补齐;然后考虑到卫星钟差存在系统噪声,采用三点平滑法对钟差数据进行平滑处理后,建立了以指数函数和线性函数逼近加权灰色回归组合的卫星钟差预报模型.针对模型中的精度递增因子难以确定的问题,采用粒子群优化算法对精度递增因子进行自适应寻优.最后,采用IGS服务器上发布的事后精密卫星钟差产品,并结合4种典型变化趋势的卫星钟差进行了6 h的预报试验.试验结果表明:该方法的预报性能明显优于其他几种常用模型,其6 h的平均预报精度(RMS)和稳定度(Range)相对于常用的二次多项式预报模型、灰色预报模型、修正指数曲线法预报模型和自回归滑动平均预报模型分别提高了79.10%、44.00%、80.70%、32.30%和63.10%、29.80%、77.60%、26.30%.     

基于二阶非线性滤波的星上陀螺在轨标定

为提高三轴稳定卫星姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,结合二阶非线性滤波估计,推导了一种利用星敏感器对陀螺进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺安装误差、标定因子误差以及漂移模型,并对陀螺测量过程中可能出现的各种误差进行在轨补偿,为卫星姿态确定和校正提供丰富的姿态测量信息,以确保姿态测量器件长期在轨工作精度.采用该算法对哈尔滨工业大学"试验卫星一号"遥测数据进行复算和校核,结果与实际飞行数据吻合,验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.     

我国完成量子科学实验卫星关键部件研制与交付

<正>我国完全自主研发的世界首颗量子科学实验卫星完成关键部件研制与交付,有望先于欧美等国家或地区在2016年左右发射,其在轨设计寿命为2年。量子科学实验卫星是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的5颗科学实验卫星之一,旨在建立卫星与地面间远距离量子科学实验平台,并完成多项大尺度量子科学实验。我国将基于该卫星开展卫星与地面之     

离散小波变换快速探测卫星机动算法

针对卫星机动直接影响导航系统的导航、定位和授时服务性能,当导航卫星发生机动时,需要对机动卫星单独处理以生成高精度轨道信息。载波相位三差法可用于卫星机动探测,但受差分测量噪声影响,通过多历元累积方式可减小噪声的影响,但其机动探测结果可能受基线选取的影响。基于此提出了一种离散小波变换的卫星机动快速探测及周期确定方法,在载波相位三差模型基础上,提取载波相位三差残差量,挖掘卫星机动开始及结束时刻载波相位三差残差的先验信息,基于多分辨分析的尺度特性对载波相位三差残差进行分解,分解层数由细节系数和近似系数探测结果确定,通过分析不同频率特性的近似系数和细节系数,获取载波相位三差残差隐含的卫星机动信息,实现对卫星机动的快速探测及周期确定。实验结果表明,相比于传统载波相位三差探测方法,离散小波变换法采用单历元处理方式可更快探测卫星机动,且不同基线探测到的机动结果一致,能更准确地探测卫星机动并确定其周期。     

基于模糊逻辑控制的卫星功率控制方法

卫星通信系统中码分多址的接入方式会引起远近效应问题,针对此问题提出基于模糊逻辑控制的功率控制方法.在内环功率控制中控制各从星的发射功率,使各从星到达主星的接收功率平衡;在外环功率控制中,模糊逻辑控制器通过动态调节目标功率为最佳的方式,提高总体测距精度. 在Matlab仿真中将该功率控制方法与传统的固定步长功率控制方法进行对比,仿真结果表明,2种方法均能使各从星到达主星的功率趋于相等,并追踪最小的从星功率,但是基于模糊逻辑控制的功率控制方法的响应速度更快. 在测控应答机上,搭建1颗主星与3颗从星之间通信的实验平台. 实验结果表明,使用功率控制后,卫星编队的总体测距精度从60 cm提高到20 cm,各从星到达主星的功率平衡.     

传递对准中主惯导速度匹配量的实时构造算法

研究了当机载主惯导和弹载子惯导分别采用地理坐标系和准惯性坐标系作为导航坐标系时，传递对准过程中主惯导速度匹配量的实时构造算法。提出了利用主惯导导航参数实时构造主惯导速度匹配量的地速转换和修正算法，利用主惯导加速度计输出实时构造主惯导速度匹配量的比力积分算法，以及利用主惯导导航参数和加速度计输出实时构造主惯导速度匹配量的比力积分修正算法。仿真结果表明，3种实时算法在算法精度和计算量方面各有所长。     

电能计量芯片EM773在智能家居电能监控系统中的应用

设计实现的智能家居电能监控系统由电能监控从站和电能监控主站组成,电能监控从站采用EM773作为主控芯片实现电能的计量、数据的存储管理以及液晶实时显示当前电能信息。电能监控主站主要实现上位机和电能监控从站之间的指令、数据转发功能。多个电能监控主站之间通过CAN总线连接组成局域网,通过nRF24L01芯片进行电能监控从站组网和电能从站连接。由上位机、电能监控主站和电能监控从站组成监控网络,便于今后智能化电能信息管理。     

一种新颖的铯原子钟频率信号处理的线路技术

针对传统频率信号处理仅把相位处理局限于相同频率标称值的情况,基于相位群同步和群连续的原理,使得相位处理适合于复杂频率信号之间,包括取样时间间隔(相位差)测量、处理和锁相控制等方法来改善原子钟的系统结构.该方法与传统的频率归一化及相位处理的方法相比,在简化系统的频率变化线路的情况下,通过简单的相位群同步的锁相控制,得到的原子钟输出信号有好的准确度和长期稳定度指标,以及优良的短期稳定度和相位噪声指标.     

A novel satellite-equipped receiver for autonomous monitoring of GNSS navigation signal quality

Global navigation satellite system (GNSS) comes with potential unavoidable application risks such as the sudden distortion or failure of navigation signals because its satellites are generally operated until failure. In order to solve the problems associated with these risks, receiver autonomous integrity monitoring (RAIM) and ground-based signal quality monitoring stations are widely used. Although these technologies can protect the user from the risks, they are expensive and have limited region coverage. Autonomous monitoring of satellite signal quality is an effective method to eliminate these shortcomings of the RAIM and ground-based signal quality monitoring stations; thus, a new navigation signal quality monitoring receiver which can be equipped on the satellite platform of GNSS is proposed in this paper. Because this satellite-equipped receiver is tightly coupled with navigation payload, the system architecture and its preliminary design procedure are first introduced. In theory, code-tracking loop is able to provide accurate time delay estimation of received signals. However, because of the nonlinear characteristics of the navigation payload, the traditional code-tracking loop introduces errors. To eliminate these errors, the dummy massive parallel correlators (DMPC) technique is proposed. This technique can reconstruct the cross correlation function of a navigation signal with a high code phase resolution. Combining the DMPC and direct radio frequency (RF) sampling technology, the satellite-equipped receiver can calibrate the differential code bias (DCB) accurately. In the meantime, the abnormities and failures of navigation signal can also be monitored. Finally, the accuracy of DCB calibration and the performance of fault monitoring have been verified by practical test data and numerical simulation data, respectively. The results show that the accuracy of DCB calibration is less than 0.1 ns and the novel satellite-equipped receiver can monitor the signal quality effectively.     

TSN网络中时钟同步可靠性提升方法

为了提高时间敏感网络中时钟同步的可靠性,在IEEE 802.1AS协议的基础上,提出最近端口主时钟备份和主时钟相位偏移热备冗余的方法.仿真实验结果表明,最近端口主时钟备份方法比标准的主时钟重选方法的可靠性提高了38%,主时钟相位偏移热备冗余比标准的热备冗余方法在精度上可提升48%.     

An overview on GNSS carrier-phase time transfer research

Global navigation satellite system(GNSS) carrier phase observations are two orders of higher accuracy than pseudo-range observations, and they are less affected by multipath besides. As a result, the time transfer accuracy can reach 0.1 ns, and the frequency transfer stability can reach 1×10~(-15) with carrier phase(CP) method, therefore CP method is considered the most accurate and promising time transfer technology. The focus of this paper is to present a comprehensive summary of CP method,with specific attention directed toward day-boundary clock jump, ambiguity resolution(AR), multi-system time transfer and real-time time transfer. Day-boundary clock jump is essentially caused by pseudo-range noise. Several approaches were proposed to solve the problem, such as continuously processing strategy, sliding batch and bidirectional filtering methods which were compared in this study. Additionally, researches on AR in CP method were introduced. Many scholars attempted to fix the single-difference ambiguities to improve the time transfer result, however, owing to the uncalibrated phase delay(UPD) was not considered, the current studies on AR in CP method were still immature. Moreover, because four GNSS systems could be used for time-transfer currently, which was helpful to increase the accuracy and reliability, the researches on multi-system time transfer were reviewed. What's more, real-time time transfer attracted more attention nowadays, the preliminary research results were presented.     

影响IEEE 1588时钟同步精度的关键因素

针对IEEE 1588精确时钟同步协议及系统仿真模型进行了深入的研究.研究结果表明,主时钟或从时钟的晶振漂移对同步精度误差产生相同程度的影响,仅主时钟(或从时钟)晶振漂移参数变化与同步精度误差变化关系近似为线性,其变化率约为4.0×10-5,同步周期时间对同步精度误差影响可分为两个部分,当同步周期小于1.6 s时,对精度误差影响相对较小;而当同步周期大于1.8 s时,同步精度误差随同步周期增加呈现急剧上升的趋势.