基于J2摄动模型的卫星轨道预测算法精度评估

介绍了基于J2摄动模型的经典轨道六根数预测卫星轨道的算法,并验证算法实现的正确性;以典型的卫星轨道为例,利用STK软件以两行根数(TLE)对卫星轨道的预测结果作为精度评价的参考,分析评价基于J2摄动模型的轨道六根数预测卫星运行轨道的精度。并根据评估结果研究不同卫星轨道所受到的摄动的影响因素,分析基于J2摄动模型的轨道六根数预测卫星轨道算法的适用性。     

基于Hermite的SAR卫星轨道插值干涉测量应用研究

合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)卫星轨道参数是干涉测量技术中影像配准、基线估算、平地相位去除等环节的重要参数,但部分SAR卫星轨道参数采样间隔较大,导致干涉测量过程中产生残余相位,发生较大的系统误差;利用MTALAB编程工具,对卫星原始轨道状态矢量进行了埃尔米特插值法拟合,等距插值计算后,发现可以缩小轨道参数采样间隔,提高干涉测量精度;以覆盖巴姆地区的Envisat卫星为例,分别获取了基于粗轨、埃尔米特插值轨道参数和代尔夫特精密轨道参数得到的干涉测量图,定性判断出埃尔米特插值法可有效提高SAR卫星轨道精度;再以覆盖陕西地区的AOLS卫星为例,插值轨道矢量采样间隔分别为10秒、5秒、2秒,发现间隔为5秒时相干性最优;结果表明：采用埃尔米特插值法可有效增加SAR卫星轨道状态矢量数量,消除系统误差,提高干涉测量精度。     

卫星组网可视化仿真系统设计与实现

卫星组网是满足未来空间通信需求的有效方式,为实现空间卫星组网的可视化,设计了一种卫星组网可视化仿真系统;系统由星座设计分系统、星座覆盖性能分析分系统、数据处理分系统和可视化分系统组成;在组网过程中,首先在星座设计分系统中设置星座的参数,根据轨道参数模型计算出星座中每颗卫星的轨道参数,并将计算结果输出给星座覆盖性能分析分系统,完成对纬度、区域和全球覆盖效果的分析、评估和显示;仿真结果表明:系统能够对卫星组网进行实时计算和显示,计算精度比STK仿真软件提高12%,系统运行稳定,界面良好。     

对地观测卫星成像区域仿真研究

为了发挥对地观测卫星在大面积、实时、快速获取地表数据方面的优势,用户需要事先掌握对于自己感兴趣区域上空的卫星过境情况和成像能力。本文通过对卫星轨道预报模型与算法、卫星地面成像区域边界轨迹计算模型和算法的探讨与实践,得到了一些对卫星成像区域仿真有益的经验。试验证明,对于无侧视情况下,使用较旧的卫星轨道根数来计算卫星成像区域,仍能满足用户对于成像区域预报的精度要求。     

对地观测卫星数传预报仿真技术研究

对地观测卫星进行数据传输的前提是卫星要进入地面接收站的接收范围。对对地观测卫星数传预报仿真技术进行研究,不仅可以对即将过境接收站的卫星作出预警,而且能更真实地展示卫星过接收站的情景,具有实际和工程研究价值。主要从卫星轨道预报模型和卫星地面站间几何关系及地面接收圈计算方法几个方面开展研究,并介绍了基于WorldWind进行数传仿真的方法。最后的仿真计算结果证明计算精度可靠,动态仿真链路真实模拟出卫星过接收站的场景。     

基于卫星编队的杆塔状态在线综合监测系统设计

为提升杆塔状态在线综合监测的精度,设计基于卫星编队的杆塔状态在线综合监测系统。基于卫星轨道动力学方程和卫星轨道编队方式,采用卫星编队定位技术定位杆塔物理位置,根据在线综合监测装置内置的倾角传感器,实时采集杆塔倾斜角数据,计算杆塔倾斜度,并向CMA传输计算数据,判断综合倾斜度是否超出阈值,在超出阈值时及时预警,并通过GP...     

基于STK的卫星轨道机动模型设计与仿真

轨道机动是卫星完成任务常用的手段，在分析卫星星下点轨迹和覆盖区计算方法的基础上，以能量消耗最少为约束条件，对分辨率不符合要求、过境时间不符合要求、卫星在一昼夜内不过境三种情况下的卫星轨道机动问题进行了分析和理论推导，得出相应的卫星轨道机动模型，并采用STK对几种轨道机动方案进行编程设计，通过二维和三维图进行演示，计算结果与STK的数据达到高度一致，全面验证了轨道机动中的各种关键模型，对卫星轨道机动的实际应用有较好的借鉴价值。     

基于地面信标机的静止轨道卫星半自主定轨方法研究

文章针对静止轨道通信卫星的轨道精度要求，提出了一种基于地面信标机的静止轨道卫星的半自主定轨方法。利用三站定轨技术和极短基线的无线电干涉技术可以实现静止轨道卫星的空间定向，结合二体轨道方程，进行卡尔曼滤波，可以实时给出卫星在空间的位置和速度信息。仿真结果表明，在现有的技术条件下，这种方法可以实现静止轨道卫星的半自主导航，同时导航精度满足要求。     

基于传感器特性不规则区域瞬时覆盖分析

星载传感器对地面区域瞬时覆盖分析的结果是卫星任务规划和星座设计等的重要因素之一,区域瞬时覆盖分析的精度和效率影响到卫星任务规划的能力。在分析不规则区域瞬时覆盖且精度要求高时,传统基于网格点法的区域瞬时覆盖存在精度低和效率低的问题。为此,研究了基于卫星轨道特性,姿态、传感器特性、地理信息系统和几何拓扑学实现了星载传感器对不规则区域的瞬时覆盖分析,基于国产自主可控的"洞察者空间信息分析系统"进行了仿真计算和可视化显示,验证了算法的可行性。     

双星定位中精度空间模型的建立及应用

本文在研究了地球同步轨道卫星中双星定位原理后,提出了双星定位的精度空间概念,建立了精度空间模型,分析了其物理意义。最后仿真计算了双星交汇空间中的定位精度,给出了其中的精度分布。     

卫星遥感计划精度的定量分析方法研究

从分析影响卫星遥感计划精度的相关因子入手，应用GIS分析方法研究建立了卫星遥感计划精度分析模型，并利用实验区域数据对分析模型进行了应用验证，应用结果表明该模型可应用于卫星遥感计划精度的定量分析。     

GPS卫星位置计算及精度鉴定方法研究

GPS卫星高度角、方位角计算方法众多,但精度低;针对这点,提出了一种利用广播星历计算卫星高度角、方位角的方法,对该方法能够达到的精度提出了鉴定的途径,并分析了利用广播星历计算卫星高度角以及方位角的误差特点,结果表明利用广播星历计算的卫星高度角、方位角呈现出周期性变化的规律。     

星载焦面视场拼接TDI CCD相机成像质量及处理方法分析

本文分析卫星偏航角、相机积分时间、平台稳定性、姿轨误差对焦平面线阵采用视场拼接的TDI相机地面成像的影响,包括线阵、沿轨两个方向上的错位(点上的变化)与地面扫描轨迹方向上的影像畸变(线上的变化).针对CBERS-02B HR相机的卫星影像,研究地面解决偏航角引起图像错位的数据处理方法——基于地面影像的图像配准仿射变换纠正法.根据CBERS-02B HR线阵的地面配准试验,分析出了CBERS-02B卫星星上偏航角补偿精度与误差对图像质量的影响,及影像畸变产生的原因.     

基于星敏感器/光纤陀螺的卫星定姿算法

为了达到卫星三轴姿态确定的精度要求,以某一对地定向的小卫星为研究对象,提出了基于滤波算法的星敏感器和光纤陀螺组合定姿的方案。采用四元数的方法建立卫星姿态确定模型,并采用扩展卡尔曼滤波,对得到的卫星姿态误差和陀螺漂移误差信息进行信息融合和相应的修正。仿真结果表明,即使采用中等精度的陀螺组件,也可以实现高精度定姿;并且验证了星敏感器的测量噪声和滤波周期等因素对定姿精度的影响。     

基于双目视觉的无人机悬停精度测量研究

为评测悬停状态无人机的稳定性,设计了一套基于双目立体视觉的无人机悬停状态评测系统。首先结合双目相机标定对视频图像校正,并利用提出的邻域灰度改进分级匹配策略,获取匹配特征点;然后根据重建原理计算求得视野中无人机三维坐标数据;最后利用悬停精度测量函数评测无人机的稳定程度。实验证明系统有效匹配目标的特征点,计算出目标三维坐标,同时根据其相对控制精度的浮动,对无人机悬停状态进行评测。     

基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法

为了解决传统航天器姿态测量方法中存在的误差率高的问题,提出基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法。首先对使用的精密星敏感器进行设计,并将在不影响航天器运行的前提下安装在合适的位置上。通过建立运动坐标系、坐标参数转换和设置姿态参数三个步骤得出航天器运动模型,在该模型下分析出航天器姿态的基本运动规律、利用精密星敏感器识别并选取航天器空间下的任意三个星点,最后综合定位的星点和航天器姿态的运动规律,从不同的角度上确定航天器姿态测量结果,为了提高航天器姿态测量结果的精度进行标定处理。通过模拟实验分析得出结论：与传统测量方法相比,基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法的平均误差率降低了6.0%。     

北斗卫星通信在超标准洪水监测中的应用分析

为研究北斗卫星在超标准洪水等特殊恶劣自然环境情况下的水文数据通信情况,以2020年7月8日昌江流域超标准洪水监测中北斗卫星通信的实际应用为实例,对荷塘水文站点的北斗卫星与GPRS 2种通信信道在不同降雨级别情况下收发的雨水情数据进行对比分析,统计水文遥测数据时效性和畅通率,计算数据准确性,分析北斗卫星通信雨衰情况.经过...     

反馈日志与混合概率模型相结合的图像标注

为提高图像标注质量,提出一种反馈日志与混合概率模型相结合的图像标注方法。利用本体语义网计算标注词之间的相似性度,将相似度应用于日志分析,得到具体应用中的标注词间关系,结合标注词间的关系和图像底层特征,使用混合概率模型进行自动图像标注。实验结果表明,该方法能获得较好的查全率和查准率。     

复杂环境下卫星姿态确定技术

在未知扰动噪声分布和强度先验信息前提下,提出了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)状态估计的星敏感器和陀螺仪组合的高精度卫星姿态确定方法.设计了基于自回归(AR)模型的扰动噪声的建立方法,进而推导星敏感器与陀螺仪组合定姿的测量方程和过程方程,最终采用交互式多模型(IMM)定姿方法自适应调整模型集中不同噪声水平的概率以“高斯和”形式逼近未知的真实噪声,实现卫星高精度定姿.实验结果表明,IMM定姿精度优于单个模型定姿结果,并且具有较强的鲁棒性,能够为实际工程应用提供参考价值.     

卫星导航定位误差仿真分析

卫星导航定位系统被广泛应用于军事、工业和民用等各领域。计算机仿真方法是研究导航系统性能的一种重要手段。文章从卫星导航测量原理出发,介绍了使用最小二乘估计方法来进行单点定位的卫星导航的仿真定位方法。完成了汽车、飞机、轮船三种载体的运动轨迹的建模,并针对载体的位移、速度的定位误差进行仿真分析。为探索位移误差变化规律,并验证定位误差仿真模型有效性,对卫星屏蔽角、电离层误差、对流层误差多径效应等因素变化进行仿真。并对汽车、飞机和轮船三种载体在运动状态下,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应引起的误差对卫星导航精度存在影响,进行了仿真对比。结果表明,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应对卫星导航精度影响较大,载体运动对卫星导航精度影响较小。