基于STK/Schedule实现中继卫星业务调度

中继卫星调度问题是中继卫星系统应用中的关键问题之一。STK/Schedule模块不仅提供了优秀的时序和任务规划算法,还对外提供了应用程序接口。通过分析中继卫星系统资源、可见性以及任务约束特点,提出了利用STK/X组件调用STK/Schedule的可视化计算以及调度算法进行二次开发的方法。在简化应用程序开发难度的同时,解决了多用户多任务需求的情况下的中继卫星业务调度问题。     

基于人工蜂群算法的中继卫星任务调度研究

研究中继卫星任务调度问题可以为跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的任务计划编排提供科学合理的决策方法,任务调度模型的建立与调度算法的设计是中继卫星任务调度的两个关键问题。该文针对中继卫星任务调度问题特点,综合考虑中继卫星与用户航天器之间具有可见时间窗、用户提交的任务属性、中继卫星前向资源受限等约束条件,建立了中继卫星任务调度约束规划模型并提出基于人工蜂群(ABC)算法的中继卫星任务调度算法。最后,通过仿真数据分析,表明基于人工蜂群算法的中继卫星任务调度算法是一种有效的、合理的调度方法。     

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。     

中继卫星资源调度问题研究现状与展望

随着跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的发展以及中继应用需求的增加,其资源调度成为决定系统性能的关键因素之一.分析了包括描述方法、活动与资源、约束条件等在内的中继卫星资源调度问题基本内涵,研究了目前中继卫星资源调度的数学模型和实现算法,比较了不同数学模型和实现算法的优缺点.针对未来卫星激光和微波链路联合组网的发展趋势,提出了基于多终端-多节点及基于资源故障的激光/微波混合链路中继卫星资源调度的基本方法.     

基于小卫星中继的远程通信方案

为满足远程局部战场的通信需求,提出了一种以小卫星为中继的远程通信方案.在分析远程通信系统组成和工作原理的基础上,综合考虑环境因素推算了小卫星轨道参数,构建了具备通信中继功能的中椭圆回归轨道小卫星星座,实现了战机-作战指挥中心通信功能,通过STK软件建立了基于小卫星中继的远程通信覆盖模型.仿真结果表明,该方案对指定战区的平均覆盖率为99.69％,作战指挥中心与战机的可连接时间达到98.26％.     

自适应遗传算法的数据中继卫星光网络资源调度算法

以数据中继卫星光网络系统资源、任务和约束条件为参量,以任务对资源的选择为优化对象,提出了一种基于自适应遗传算法的数据中继卫星光网络资源调度算法.综合考虑多中继星、多时间窗口、多光学天线以及任务优先级要求,建立调度模型;采用当前任务调度时间的确定和后续任务可见时间窗口的更新的调度操作,对不同资源的任务集合进行调度安排并实现了可见时间窗口的动态更新,获得调度任务的总权值并将其作为参量计算适应度值,最后通过改进的自适应遗传算法对不同调度方案进行寻优.以3颗中继星、12颗用户星,6个光天线,60个任务为条件设置了仿真场景,仿真结果表明该算法在收敛速度、调度效率方面具有优势,适应于多任务、多天线的数据中继卫星光网络系统资源调度.     

日本天基测控通信网数据中继与跟踪卫星系统的体系结构及特性

本文简要综述了日本天基测控通信网数据中继与跟踪卫星系统(DRTSS)的体系结构及特性、测控通信系统及其技术性能，并介绍了日本与国际联网合作的近况。     

适用于我国的中轨TDRSS星座方案研究

基于中轨跟踪与数据中继卫星系统(MEO-TDRSS)星座方案的功能和业务特性,对4种常见星座实现的我国中轨TDRSS的覆盖特性和星际链路性能进行了仿真分析和比较。仿真结果表明,我国的中轨TDRSS宜采用具备卫星全球均匀分布特性的玫瑰星座和共地面轨迹星座。     

跟踪与数据中继卫星系统在测量船上的应用前景

介绍了国际跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的基本状况与发展趋势,分析了今后测量船利用中继卫星系统传输高速数据的应用前景,比较了测量船加装中继卫星系统的几种方案,并对其可行性进行了评估.     

基于TDRSS阵列天线的目标跟踪算法

采用基于跟踪与数据中继卫星系统构建的天地一体化遥测、跟踪与指挥系统,不仅能有效地提高遥测、跟踪与指挥的覆盖率、定轨精度、飞行器全程测量和对多目标的同时遥测、跟踪与指挥能力,而且能够完成各类对地观测卫星的高速实时数据回传的任务。与常规的测控系统不同的是,中继星的遥测、跟踪与指挥是在地球这一复杂的背景环境下进行的,因而会受到各种各样的干扰。采用阵列天线对目标进行自适应跟踪可以实现空域滤波,使信号得到加强,干扰得到抑制。采用Matlab软件仿真了中继星对目标星的跟踪过程,并对两种经典的自适应跟踪算法（LMS,DMI）进行了研究。通过分析信号干扰比的变化,比较两种算法的跟踪性能。     

An expert system for scheduling requests for communications links between TDRSS and ERBS

This paper describes the ERBS-TDRSS Contact Planning System (ERBS-TDRSS CPS) that has been built to help Earth Radiation Budget Satellite (ERBS) flight operations personnel generate requests for service from the Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS). The ERBS-TDRSS CPS is written in the C language and runs on an IBM PC-AT. It uses a graphics interface and the Transportable Inference Engine (TIE-1) developed for NASA-(Goddard Space Flight Center) GSFC. First, ERBS-TDRSS Ground Track Orbit Prediction data are electronically transferred to the ERBS flight operations area, where, in its batch mode, the ERBS-TDRSS CPS automatically generates requests for TDRSS service (usually for one week). In this process, a series of scheduling strategies is used to generate requested events while TIE-1 determines whether each requested event is consistent with ERBS scheduling constraints. As requested events are rejected, alternative context-sensitive strategies are used to generate new requested events until a schedule is completed. In the interactive scheduling mode the ERBS planner can edit a schedule that has been previously built or choose which alternative scheduling strategies the ERBS-TDRSS CPS should use to build a schedule. Finally, a report generator builds “Schedule Requests” for each separate ERBS-TDRSS contact.     

Knowledge-based TDRSS momentum unload planning

We describe a knowledge-based system that monitors Tracking Data and Relay Satellite Systems (TDRSS) telemetry for problems in the momentum unload procedure. The system displays TDRSS telemetry and commands in real-time via X-Windows. The system constructs a momentum unload plan that agrees with the preferences of the attitude control specialists and the momentum growth characteristics of the individual spacecraft. During the execution of the plan, the system monitors the progress of the procedure and watches for unexpected problems.     

基于TDRSS应用的远程应急信息传输系统构想

介绍了美军天基通用数据链体系的特点,结合跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)现状和全球远程数据链信息传输需求,分析了TDRSS远程信息传输支持能力,提出了发展基于TDRSS的天基远程应急信息传输系统构想并预测了系统应用前景,以期对未来天基信息系统的发展和应用提供参考.     

用于卫星通信的一类UQPSK载波恢复算法及其性能的研究

非平衡QPSK(UQPSK)是通过对QPSK载波的两个正交分量分配不同的功率,以达到同时传输两种不同类型及速率的二进制比特流数据的一种调制模式,现在主要用于卫星数字通信,如跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)以及全球定位系统(GPS).本文针对TDRSS的S波段前向链路采用的UQPSK直接序列扩频调制,提出其中频载波恢复算法的改进设计,并给出了全数字化方案的性能和理论分析.最后基于FPGA实现的方案及性能证明了算法的有效性.     

Operational Report of the Mission Analysis and Planning System for the KOMPSAT‐I

Since its launching on 21 December 1999, the Korea Multi‐Purpose Satellite‐I (KOMPSAT‐I) has been successfully operated by the Mission Control Element (MCE), which was developed by the ETRI. Most of the major functions of the MCE have been successfully demonstrated and verified during the three years of the mission life of the satellite. This paper presents the operational performances of the various functions in MAPS. We show the performance and analysis of orbit determinations using ground‐based tracking data and GPS navigation solutions. We present four instances of the orbit maneuvers that guided the spacecraft from injection orbit into the nominal on‐orbit. We include the ground‐based attitude determination using telemetry data and the attitude maneuvers for imaging mission. The event prediction, mission scheduling, and command planning functions in MAPS subsequently generate the spacecraft mission operations and command plan. The fuel accounting and the realtime ground track display also support the spacecraft mission operations.     

跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路

本文讨论跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路。包括：１）Ｓ波段多址勤条链路的相控阵天线地面多波束形成自适应对准；２）把ＴＤＲＳ上的３０个单元天线的接收信号转回地面并保证各路之间相对相位，振幅的稳定；３）Ｋｕ波段单址勤务链路中ＴＤＲＳ与用户飞行器天线相互捕获与跟踪；４）扩频－测距码的快捕。     

Analysis of the S-band communication link between the automated transfer vehicle and the data relay satellites in the presence of the space station

This paper addresses the electromagnetic modeling of the communication link between the automated transfer vehicle (ATV) and the Tracking & Data Relay Satellite System (TDRSS). The link is analyzed during the ISS attached phase, i.e. when the ATV is docked on the International Space Station (ISS). The main objective of the study is to verify, by adopting a deterministic approach, if in every ISS orbit there are at least 15 minutes available to safely establish the ATV-TDRSS link.     

基于LMS算法的TDRSS自适应多波束形成

跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）是转发地球站对低、中轨航天器的跟踪测控信号和中继从航天器发回地面的信息的卫星通信系统,自适应多波束形成是TDRSS中的一个关键技术。讨论了一种基于中频实数加权的LMS算法的自适应多波束形成方法,采用两路正交实信号进行实数加权,大大节约了硬件资源。理论分析及计算机仿真结果都证明了该算法的可行性及优越性。