摘要：针对星钟异常跳变引起的星上时间与整网星座时间偏离的问题,设计了一种针对星钟跳变的北斗三号卫星自主时间同步算法。通过引入抗差最小二乘估计,对分布式星座时间同步算法进行改进,使其具有快速检测钟差异常跳变并具有自主时间同步的能力。采用与北斗三号卫星一致的仿真环境,并引入实际在轨测试数据,对算法进行了准确评估。结果表明在60 d内,星座各星时间同步误差不超过3.68 ns,且当卫星产生跳变异常后,该算法可在1h内恢复时间同步,提高了算法在钟跳下的可靠性。

摘要：针对卫星姿态估计的非线性、非高斯特性,提出一种粒子滤波和预测滤波相结合的估计方法,在无角速率测量时,首先利用预测方法在线估计系统模型误差和姿态角速度,再通过改进的规则化粒子滤波器估计姿态四元数.粒子初始化和重要性函数等的设计加快了算法的收敛速度,预测方法的引入有效降低了粒子维数.在某通用小卫星平台上进行仿真,并与扩展卡尔曼滤波(EKF)比较,所得结果表明,算法在不同初始姿态估计时具有较好的稳定性和收敛精度.算法还为粒子滤波和无陀螺定姿的研究提供了参考.

摘要：面向非抢占式任务实时调度问题,根据不同的故障间隔,推导出任务集合需要满足的条件.根据任务的可重复执行次数,分别设计了非抢占式固定优先级容错(NP-FP-FT)以及动态优先级容错(NP-DP-FT)调度算法,并与非抢占式最早期限优先容错(NP-EDF-FT)、非抢占式单调速率容错(NP-RM-FT)调度算法进行了对比分析.结果显示,采用非抢占式固定优先级算法调度的任务集合具有最低的任务失效率.

摘要：面向嵌入式实时系统中,任务非抢占式实时容错调度问题,得出了任务能够容忍一次故障的条件,以及能够容忍的故障间隔条件;其次,为了减少任务的等待时间,分别在EDF、RM算法中增加了任务可重复次数的判断条件,在相同等待时间或最终期限下,可重复次数少的任务具有较高的优先级。仿真结果显示,基于RM改进的容错算法NP-PBOR-FT性能较好,平均任务失效率比NP-EDF-FT算法降低了44.19%,比NP-RM-FT算法降低了45.87%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.43%,任务等待时间比NP-EDF-FT算法降低了60.54%,比NP-RM-FT算法降低了48.09%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.09%;最后,利用设计的NP-PBOR-FT算法,完成实际系统中非抢占式任务的容错调度,采用故障注入的方法,对系统进行了验证,结果表明系统满足实时性以及容错要求。

摘要：针对卫星与运载分离后,由于星上姿态测量敏感器未开机或不具备工作条件而无法获悉初始入轨姿态的问题,设计了采用多敏感器相互校正的入轨姿态计算方法。建立运动学方程,结合陀螺测量角速度信息和星敏感器首次测量有效姿态,采用信赖域方法进行非线性优化求解,由后向前反向推算姿态;提出一种由模拟太阳敏感器测量对日姿态到对地姿态转化的便捷方法,由模拟太阳敏感器测量对日信息,采用本体系太阳矢量与星敏感器测量信息建立联系,达到了利用太阳敏感器测量信息校正星敏感器推算姿态的目的,最终得到的星箭分离时卫星姿态信息能够与运载方信息吻合。将入轨后卫星真实姿态与地面模型仿真结果对比,验证了模型的正确性,为后续卫星设计和飞行程序设计与改进提供了重要依据。

摘要：信号搜索捕获是基于软件无线电(SDR)技术的软件GPS接收机(SGR)的重要组成部分,同时也影响软件GPS接收机的工作性能指标。通过特定设计的硬件实验装置获取了真实GPS数字中频信号,利用Matlab分别在时域和频域范围对信号搜索捕获进行了算法仿真,同时对GPS信号中C/A码产生也进行了仿真。根据信号搜索捕获理论结合仿真试验结果,对时/频域两类处理方法进行了分析和比较,认为基于FFT的频域搜索捕获方法是软件GPS接收机工程实现的合理选择。

摘要：在矢量观测的基础上,针对单独的星敏感器定姿,提出了一种将粒子滤波(PF)和预测滤波相结合的姿态确定算法,通过设计粒子初始化,结合重要性采样、重采样和规则化等手段,成功地将姿态四元数作为状态粒子进行更新和传递,避免了状态方程的线性化和协方差矩阵的计算;利用预测滤波算法估计模型误差和姿态角速度,在保证滤波精度的同时,有效降低了粒子滤波器的维数。实验在某对地观测通用小卫星平台上进行,选取卫星自由飞行状态和飞轮控制对地稳定模式,分别对滤波器进行了仿真,实验结果验证了该算法对本质非线性、非高斯的卫星姿态估计问题具有快速的收敛性能和良好的稳定精度。该方法还为粒子滤波器的设计和无角速度敏感器测量的飞行器姿态确定提供了借鉴。

摘要：陀螺系统构型对卫星的可靠性和姿态控制系统的性能有着重要的影响。提出了一种由6个陀螺组成的惯性测量单元的伞形安装方式,它的6个陀螺的输入轴按两组正交的方式安装,其中一组正交的陀螺的输入轴安装在卫星的三个惯性主轴(星体坐标系的坐标轴)上,而另一组正交的陀螺的输入轴,相当于前一组正交的陀螺的输入轴以从星体坐标系的原点出发并与三个坐标轴的夹角相等的射线为轴旋转60°的角度,使得6个陀螺中两两相邻的陀螺输入轴之间的夹角是相等的。这种安装方式同某些其它的6陀螺安装方式一样,只要其中的任意三个陀螺工作就能给出卫星的三轴姿态信息。分析了该系统的测量性能和可靠性,并与正十二面体的安装方式进行了比较,结果表明:二者的可靠性是相同的,但是测量性能要比正十二面体的安装方式优越,最后给出了一个巧妙的结构设计建议。

摘要：针对导航卫星四斜装化学推进姿态轨道一体化控制系统,设计了两级脉冲的变结构相平面分区的姿态控制器.本文建立了相平面控制器的模型,给出了时频域下参数变化趋势的稳定性分析.创造性地将该控制系统建立为变结构控制模型,根据现代控制理论给出了系统得以稳定条件下的参数下界.通过控制器参数设计,有效地降低了开关线处的震颤,保证了控制系统的稳定,提高了轨道控制效率,并就挠性卫星推力器在最恶劣的安装偏差情况下进行了数学仿真.最终,通过卫星在轨姿态控制良好的表现,充分验证了姿态控制算法设计的正确性、有效性和鲁棒性.

摘要：针对利用反作用飞轮作为执行机构的微小卫星姿态控制系统单轴气浮台半物理仿真缺乏仿真实物的全面性问题,研究基于nRF24E01无线RS232串行通信模块的多单轴气浮转台联动运行、Matlab XPC实时仿真技术、星载计算机及反作用飞轮和光纤陀螺物理实物的卫星姿态控制系统三轴气浮台半物理仿真的方案设计;利用该仿真系统对以反作用飞轮为主要执行机构的卫星偏置动量三轴稳态控制模式进行了半物理仿真验证。仿真结果表明:半物理仿真平台工作效果良好,能够实现偏置动量三轴稳态控制算例的仿真过程,并观测到三轴敏感器和执行器的联动运行效果,验证了半物理仿真系统方案设计合理、可靠。