中继卫星与用户星双向跟踪关系及策略

从跟踪策略和通信链路建立角度出发,利用中继卫星(TDRS)和用户星的空间几何关系,充分考虑用户星体和地球遮挡因素,推导出基于卫星经典轨道根数和姿态的TDRS与用户星的双向跟踪规律以及TDRS对用户星覆盖率计算公式.同时为了克服星体遮挡,提出用户星天线安装在星体对天面桅杆上的最佳安装策略,确定了桅杆高度与星体长度的关系,它们是TDRS和用户星跟踪部件设计和业务测控的基础.     

卫星轨道控制力对挠性帆板振动的影响

针对卫星轨道控制期间,轨道控制推力对挠性附件与卫星姿态的影响问题,利用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系.轨道控制力会激起挠性帆板振动,并且影响卫星姿态运动.当帆板相对卫星锁定在不同角度时,挠性振动与卫星质心、姿态运动的耦合关系发生变化,推力对帆板振动的影响也不同.通过数学仿真验证了轨道控制推力对挠性帆板与卫星姿态的影响.这些动力学特性为卫星轨道控制期间姿态控制问题提供了重要依据.     

快速计算卫星球谐摄动和地球引力系数递推关系

给出快速计算卫星球谐摄动和地球引力系统递推关系的一个新方法。这个方法计算速度比Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ及其它已有的方法快,而且甚至地球球谐阶、次扩展到１００＊１００或更多时也人不会出现溢出。本法满足了ＳＬＲ（卫星激光测距）、ＧＰＳ（全球定位系统）及ＬＬＲ（月球激光测距）等高精的应用,把本法投入使用时,地球引力系统必须进行转换,本文也给出了地球引力系数递推关系式。本法已编成程序并投入实际应用,对所有摄动     

NASA将发射日地关系卫星绘制太阳三维图

日地关系观测卫星（Stereo）由两艘几乎一样的无人宁宙飞船组成．可以捕捉高清晰度的太阳三维图像．预定于8月31日在卡那维尔角航天基地发射。这将是人类有史以来第一次从立体角度观测太阳风暴。     

星座设计中的卫星备份策略与置信度研究

由于卫星的不可维修性和空间环境严酷性的影响,星座中卫星在运行期间可能发生故障,对星座的可靠性造成影响。为此,在星座设计中普遍采用备份卫星策略来解决这一问题。分析了星座卫星备份策略,应用冷储备系统可靠性计算方法,得出了备份策略置信度与卫星备份数量之间的定量关系。     

一种抑制城市峡谷多径卫星信号的定位方法

针对车辆在城市峡谷环境下受建筑物遮挡而产生的多径效应导致定位精度降低的问题,提出了一种抑制城市峡谷多径卫星信号的定位方法. 本方法利用城市道路环境下,车辆前后和上方的卫星不容易被遮挡,而道路左右的卫星容易被高大建筑物遮挡这个事实,推算出不会被遮挡卫星的最低高度角相对于道路方向的方向角的关系,通过计算卫星的伪距残余来与门限值比较,动态调整方向角与高度角关系中的参数,来有效判断当前时刻的可见卫星和非视距卫星,并剔除非视距卫星,减弱多径效应的影响,从而实现城市峡谷环境下的车辆高精度定位. 通过理论分析、仿真验证和实际的测试结果表明,该方法有效地提高了车辆的定位精度.     

拦截卫星相对导航算法研究

空间攻防中,拦截卫星相对目标卫星导航参数的确定,对拦截卫星的拦截轨道设计十分重要.本文针对目标卫星轨道为椭圆轨道且拦截卫星存在机动的情况,研究了拦截卫星的相对导航算法.首先,推导了目标卫星轨道为椭圆轨道时拦截卫星的相对运动方程,并根据星间测量几何关系推导了测量方程;其次,通过引入拦截卫星的机动加速度并考虑其控制误差,设计了改进的扩展卡尔曼滤波器,以提高拦截卫星的相对导航精度;最后,通过仿真验证了算法的有效性,并获得了较好的相对导航精度.     

关于我国军用卫星体系跨世纪发展的思考

针对当前世界航天技术发展的挑战和我军未来军事斗争对军用卫星的应用需求,从深化改革,理顺关系,制定我国军用卫星体系跨世纪发展战略的角度,探讨了加速我国军用卫星发展应采取的有关思路与对策;阐述了当前应重点发展有关军用卫星系统的部分问题,并提出了一些具体建议。     

挠性航天器浮动质心动力学建模

为提高挠性卫星的姿轨耦合控制精度,针对挠性卫星的姿态动力学建模问题展开研究.采用有限元与牛顿力学相结合的方法,提出一套体现卫星真实质心的浮动运动的浮动质心模型及建立在卫星浮动质心上的高精度动力学模型.利用此模型描述挠性卫星的姿态运动状态,能够准确反映出卫星的姿态运动与轨道运动之间的耦合关系以及卫星附件的挠性振动对卫星质心位置、速度的影响,进而准确估计出在挠性卫星有姿态机动的情况下各动力学要素与动态性能指标受挠性振动的影响,为提高卫星控制精度提供依据.通过仿真计算可知,应用该模型对卫星姿态机动过程进行动力学仿真所得到的结果符合实际工程约束,具有良好的可行性.     

在轨自主卫星成像链路仿真标准体系研究

为了满足在轨自主卫星遥感成像仿真及应用产品质量评价的需要,全面分析了遥感技术标准、建模与仿真标准等相关标准的现状,确定了卫星成像链路仿真标准体系的分类方法和构建原则,提出了关系合理、层次分明的在轨自主卫星成像链路多要素仿真标准体系。     

卫星侧视成像引起的像点位移误差计算方法

目前在轨高分辨率卫星大多利用侧视成像提高其图像获取的灵活性和效率。卫星侧视成像情况下的像点位移误差的规律变得更加复杂。以航空摄影测量基本理论为基础,推导线阵CCD卫星侧视成像引起的像点位移误差计算模型,建立了像点位移误差与卫星侧视角度、像元位置、地物高度的数学关系。以Worldview-2星为例,计算得出其在不同侧视观测下、针对不同地物高度的像点位移,并对引起像点位移与影响因素之间的关系及其敏感程度进行了分析。     

卫星姿态精度对TDI CCD相机的影响

正确的姿态控制精度是TDI CCD卫星相机正常工作的基本前提，通过分析、计算卫星姿态控制精度导致的像移量及其与调控传递函数的对应关系，给出了TDI CCD相机对卫星姿态精度的要求，实例计算结果表明，TDI CCD相机对卫星姿态控制精度的要求比普通CCD相机的要求高，且随着TDI积分级数的增加，对卫星姿态的稳定度要求变得尤为苛刻。     

TDRSS激光空间链路光功率设计

从光功率的角度,分析了卫星间长距离和出射光束发散角产生的空间传输损耗,当传输速率增加、误码率上升时,接收机灵敏度下降;讨论了不同卫星数目时传输损耗与激光束发散角的关系,在考虑其他光功率开销后,得出了发射光功率,发散角和接收灵敏度相互制约关系。     

对SAR卫星天线旁瓣信号侦察研究

对合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)卫星旁瓣侦察和跟踪的目的是:为地面对SAR的干扰系统提供SAR卫星过顶的预警,引导地面干扰天线对准SAR卫星,提高干扰系统的效能。针对SAR卫星天线的工作特点,重点研究了SAR卫星天线旁瓣增益变化的范围及趋势,推导了对SAR卫星旁瓣进行侦察的侦察方程;建立了SAR卫星过顶的场景模型,仿真分析中利用了真实SAR卫星的天线参数及轨道参数,计算了天线跟踪角速度、SAR卫星在侦察天线处的功率密度等参数随时间变化的关系;分析了对SAR卫星旁瓣信号进行侦察跟踪的若干问题,为地面侦察跟踪系统各指标的研制提供参考。     

分布式小卫星SAR系统的模糊性分析

针对长基线情况下目标到主星的连线不可再近似为垂直于主星和小星的连线这一特点,提出一种分布式小卫星长基线情况下模糊度的计算方法．根据分布式小卫星的轨道信息以及主星、小卫星和目标的坐标关系,按照卫星的实际轨道计算出了模糊点的精确坐标,进而推导出计算主星和小卫星距离模糊度和方位模糊度的表达式,并由此对Cartwheel编队构型和Pendulum编队构型SAR系统的模糊性进行了分析．通过分析可以直观的看出随着主星到小卫星距离的减小,小卫星的距离模糊性更加接近主星SAR系统,方位模糊性基本不变．     

基于相对轨道要素的卫星编队构型重构制导算法

针对卫星编队飞行过程中由于任务的改变或成员的进出导致编队构型重构的问题,推导和定义了描述卫星编队的相对轨道要素;提出了基于相对轨道要素的卫星编队构型重构制导算法;使用该算法对近地圆轨道上的卫星编队重构过程中各控制因素与速度增量的关系进行了分析。结果表明,该算法能够综合考虑构型重构时运行状态、约束条件、调整策略、能量消耗等因素,便于实现编队重构的整体优化。     

基于滑动最速跟踪微分器的遥测数据滤波方法

原始卫星遥测数据中通常含有噪声和野值,为确保对卫星状态的准确分析,需要对遥测数据进行滤波处理。提出一种面向卫星遥测数据的滑动最速跟踪微分器滤波方法,针对最速跟踪微分器的参数选择问题,采用扫频法分析其幅频特性,建立了跟踪因子与滤波结果之间的函数关系,在此基础上,利用滑动窗口划分遥测数据,并分析各窗口内数据局部稳定性与跟踪因子之间的关系,给出了局部数据跟踪因子的计算方法,实现对各窗口内遥测数据的动态滤波。实验结果表明,该方法能够避免传统数字滤波器处理遥测数据的局限性,可以有效滤除卫星遥测数据中的噪声和野值。     

长江上游边滩形态及与河道的关系

采用遥感卫星图、实测河道地形图、GIS和AutoCAD软件等相结合的方法,对长江上游宜宾至重庆主城区河段45个典型的弯道凸岸边滩和弯道过渡段边滩的平面形态特征及与河道的关系进行研究.通过统计表征边滩平面形态特征的边滩的周长、面积、最大长度和滩面中点的宽度及河道的平均宽度等主要参数,分析研究边滩面积与周长、边滩面积与最大长度、边滩面积与滩面中点宽度、最大长度与滩面中点宽度及边滩面积、边滩周长、滩面中点宽度与平均河宽等之间相互关系的变化规律.结果表明:边滩面积与周长、边滩面积与最大长度都呈现出较好的线性正比例相关关系,边滩面积与滩面中点宽度基本呈线性正比例关系;边滩面积、边滩周长、滩面中点宽度与平均河宽之间皆呈现较好的线性正比例关系;2/3的边滩属于"矮胖形",其余的则为"高瘦形".研究成果对水利工程、港航工程、市政工程和生态环境工程等的规划和建设具有重要的指导价值.     

卫星间直接光通讯的信号发射及接收系统

作为卫星间光通讯系统的重要组成部分之一的发射和接收天线，将直接影响卫星间光通讯的进行。因此，选择适宜的天线系统有着重要的意义．本文针对卫星间光通讯的特点，选择了卡塞格伦型发射和接收天线，并提出了发射和接收共用一个天线的设想．这样不仅有利于简化光路结构，而且减轻了光路的整体重量，缩小了体积，使之更适宜安装在卫星上．同时，还对天线的主要参数进行了分析讨论，导出了天线的接收功率与天线半径、准直倍率的关系以及发射无线的增益与波长及准直倍率的关系。     

近地卫星网络的一致随机超图数据传输模型

容忍延迟网络的架构提供了一种通信系统,更大程度地符合逐渐复杂的空间通信。针对近地卫星轨道网络,利用容忍延迟网络的bundle协议,数据块被封装成bundle包,在小卫星与地面基站之间进行传输。经过一段时间的传输和出错bundle包重传过程,利用随机超图构建了一致随机超图模型,建立bundle包传输的图结构,得出bundle包出错的概率和超图结构的关系,刻画了卫星与地面基站的消息传输过程。仿真实验证实了bundle出错概率和传输的图结构之间存在着紧密的关系。