敏捷卫星对目标访问信息的计算方法

任务分解是任务规划的前提,其核心是计算卫星对目标的访问信息,即计算卫星访问目标时的姿态角、实际地面分辨率和太阳高度角。首先计算目标点在地心空间直角坐标系中的坐标,经过多次坐标转换,得到目标点在卫星轨道坐标系中的坐标,从而可以计算出相应时刻卫星对该目标的二维指向角度。在此基础上,根据卫星成像原理,分别计算光学卫星和雷达卫星的实际地面分辨率。最后,通过计算太阳赤纬和太阳时角,得到太阳高度角。     

对地观测星载激光测高仪在轨姿态系统误差检校方法

星载激光测高仪通过接收经地表反射的微弱激光脉冲回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星位置和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果。对于高程精度10 cm量级的对地观测激光测高仪,必须对影响严重的姿态角系统误差进行标定和校正。文中推导得出星载激光测高仪姿态角误差与已知地表先验信息相关联的数学模型,设计了利用大洋表面作为地表标定场,通过卫星姿态机动方式,最小二乘估计算法校正卫星在轨系统误差的具体方法。仿真结果表明,所设计的方法能够准确估计存在的姿态系统误差,即使大规模观测值丢失,估计偏差也小于5%。这种在轨运行系统误差的标定方法对于对地观测星载激光测高仪的姿态误差检校具有参考意义。     

基于优先级与时间裕度的卫星应急观测任务规划

应急观测是对地观测卫星为配合地面紧急行动而执行的任务,具有紧迫性、集中性等特点,为任务规划带来了困难。针对应急观测的特点,描述了影响任务规划的卫星资源及任务的主要属性,定义了考虑重要性与紧迫性的任务优先级,提出了一个反映任务紧迫性要求满足程度的属性———时间裕度。建立了任务规划模型,构造了一个基于优先级与任务时间裕度的规划目标,确定了一系列规划约束,并利用遗传算法对模型进行求解。通过与最大化任务重要度的常规任务规划进行对比可见,所建立的模型能够有效提高任务成功率。     

微小卫星飞行姿态动环境规划算法研究

为了提高微小卫星的使用效率和生存能力,关键是提高微小卫星的低可观测特性,设计了一种以混沌算法和粒子群算法为基础的微小卫星低可观测飞行姿态动环境规划算法。通过对微小卫星飞行中的俯仰角和方位角等姿态角进行实时调整,可以有效降低微小卫星在威胁雷达方向上的RCS值,提高微小卫星的低可观测特性。粒子群优化(PSO)算法可以降低计算复杂度以提高规划的实时特性,加入混沌(chaos)运动可以提高算法的精确程度。通过对工作频率在VHF波段的威胁雷达对微小卫星的威胁性进行仿真,结果显示规划后微小卫星的低可观测性能明显改善,满足飞行姿态规划的需求。     

卫星信息支持海域感知关键技术分析

基于对地观测卫星资源的发展和应用,针对海域感知对卫星信息的需求,结合卫星 信息时效性、多元异类卫星信息融合处理、卫星与其他态势感知手段协同使用等问题,分析 梳理了基于卫星信息的海域感知关键技术,主要包括面向航母编队信息保障的快速反应技术 、面向任务的异种平台协同任务规划及基于效能的异类多平台协同策略优化技术、目标信息 快速处理技术、水下目标探测技术等。     

基于高程测量误差的分布式卫星SAR编队构形设计

卫星编队构形是影响分布式卫星SAR系统性能的重要因素之一。该文主要研究满足绕飞轨道条件下的分布式卫星SAR编队构形设计问题,提出了基于高程测量误差最小的分布式卫星SAR编队构形设计方法。文中给出了分布式卫星SAR多组高程测量数据融合后的像素单元高程测量误差表示,并提出了给定观测区域的高程测量误差表达式。在此基础上,以观测区域的高程测量误差为优化目标,采用遗传算法对分布式卫星初始编队构形进行优化设计。仿真试验验证表明,通过该方法得到的初始卫星编队构形能够较好的降低给定观测区域内的分布式卫星SAR高程测量误差。     

一种两阶段的敏捷卫星任务并行调度技术

敏捷卫星灵巧的姿态机动能力令其观测能力和使用效率得到大幅提升,也使得卫星任务调度变得更加复杂和困难.首先,通过分析敏捷卫星的工作模式、任务调度特点和使用约束,构建了基于任务重要性、任务满足度和任务成像质量等目标的敏捷卫星任务调度优化模型;然后,通过对敏捷卫星多种成像模式进行统一编码,设计了一种新的差分变异策略——基于排名的变异算子,提出了基于主从式的改进并行差分进化算法;最后,和基于时间轴的成像质量贪心算法相结合,给出一种新的两阶段敏捷卫星观测任务调度方法,并通过仿真对比验证了方法的有效性.     

一种新型陆标敏感器算法的研究

卫星姿态将直接影响卫星执行任务结果和在轨寿命,陆标敏感器可以从卫星遥感图像信息中获取卫星的姿态信息。提出一种新型陆标敏感器的算法,根据卫星计划拍摄的理论范围与实际图像范围的偏差,计算出卫星的侧滚、俯仰和偏航三种姿态偏差。该算法的优点在于能与实际任务相结合,在测量分析卫星姿态偏差的同时不影响卫星正常执行任务。     

对地观测星载激光测高系统高程误差分析

星载激光测高系统通过接收卫星平台激光器发出的激光脉冲经地表反射的微弱回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星轨道和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果.其高程误差主要受器件、环境和目标参数影响,目前还没有完整描述对地观测星载激光测高系统平面和高程误差的数学模型.简化并完善了针对固体地表的激光测距误差模型,建立了完整的激光脚点平面和高程误差模型.利用高程精度和空间分辨率更高的机载Lidar数据评估了星载激光测高系统GLAS实测数据的高程偏差,评估结果符合所建误差模型.在较平坦的冰盖表面,GLAS系统高程精度可以达到设计值约15 cm.研究内容对测高系统高程误差评估和系统参数设计具有参考意义.     

FY-2区域观测模式下姿态计算特征参数解算

为解决风云二号卫星连续区域观测时的精确姿态计算难题,提出了风云二号卫星红外云图的几何模型,并对得到的风云二号卫星姿态计算的关键参数进行了验证.在区域观测模式下,提出了几何距离约束进行模型的解算方法,得到了符合业务运行精度的结果.