摘要：分析星基增强系统(satellite based augmentation system,SBAS)地球同步轨道(geostationary Earth orbit,geo)卫星用户测距误差(user range error,URE),研究geo卫星测距对导航定位性能的影响,可为SBAS系统设计和民航应用提供有益参考。利用广域增强系统(wide area augmentation system,WAAS)、北斗星基增强系统(BeiDou SBAS,BDSBAS)、GPS辅助静地增强导航系统(GPS aided geo augmented navigation, GAGAN)和多功能卫星增强系统(multi-functional satellite augmentation system,MSAS)的SBAS信息对GPS和geo卫星星历、时钟和观测值进行改正,固定测站位置,根据改正数残差方差加权计算接收机钟差,得到geo卫星测距误差;将geo卫星观测值纳入SBAS定位解算,评估geo卫星测距对定位结果的影响。通过实测数据分析可知,WAAS geo卫星URE优于1.6 m;BDSBAS 3颗geo卫星分别存在14.32 m、12.64 m和17.44 m的系统偏差,经系统性误差改正后,geo卫星URE优于2.9 m;GAGAN和MSAS geo卫星URE分别优于13.9 m和3.2 m。当GPS卫星数较少时,联合geo卫星观测值进行SBAS解算能够有效减小定位保护级,提升系统可用性。

摘要：为满足未来geo卫星空间对抗手段多样化的需求,提出了一种对太阳光进行遮挡的新型空间攻防系统。首先,分析了太阳矢量在目标航天器轨道坐标系中的运动特性,基于近距离相对运动方程设计了追踪航天器的圆锥面绕飞轨迹,推导了N等份遮挡轨迹下的总速度增量表达式。其次,考虑非线性误差和复杂空间环境摄动的影响,采用自抗扰控制方法设计了闭环控制律。最后,仿真结果表明,圆锥面绕飞轨迹设计可行,在闭环控制律的作用下具有较高的太阳光遮挡精度,可成为一种有效的空间攻防手段。

摘要：为减少热控制分系统的能源需求,减轻整星的能源负担,分别从精准热补偿、错峰热补偿、精细化热设计、整星资源统筹等几个角度提出了热控能源优化设计方案。提出了一种预埋式管路辐射器,并将其上的低温补偿加热器实施在管路上后进行一体预埋,形成一体化辐射器。采用光照阴影分时段的差别式阈值控制,利用整星热容降低阴影期补偿功耗需求等方法。经仿真分析及试验验证,以上几种方式均能够有效减少热控制系统的热补偿功耗需求。

摘要：针对Starlink一期卫星与我国地球同步静止轨道(geo)卫星之间的同频干扰问题,首先以载干比为干扰评价指标,搭建了Starlink星座与我国geo卫星通信系统馈电链路下行干扰模型,设计了单颗Starlink卫星和Starlink一期星座系统的干扰仿真场景;其次,在Ka频段下,仿真分析了单颗Starlink卫星和Starlink一期星座的干扰仿真场景对我国geo卫星馈电链路下行信号的时域干扰,包括干扰时间段、实时干扰情况、干扰时间占比和等效功率通量密度。仿真结果表明:geo地面信关站(Beijing站)一天内受到来自Starlink星座的有害干扰时间百分比为2.64%,远远超过了国际电信联盟标准化组织(ITU)-RS.1528的卫星系统干扰保护标准规定的0.1%,Beijing站接收端的等效功率通量密度(EPFD)以及多个地区geo地面信关站接收端的EPFD均不能满足ITU的限值要求。采取增大天线尺寸的方法可降低干扰程度。仿真得出的结果可以为我国对Starlink星座的影响分析和后续的处置手段提供参考。

摘要：为分析天基高能激光对地球同步轨道(geosynchronous orbit,geo)卫星的威胁,为高价值geo卫星的防护设计提供参考,根据机动战术激光武器的技术发展情况,采用理论分析和数值计算的方法对天基高能激光的毁伤效能进行了评估。结果表明,10 kW级天基战术激光武器对卫星造成硬毁伤的距离可达50 km以上,卫星的易损部件依次为星表热控材料、太阳电池阵、碳纤维复合材料结构件和光学敏感器。根据分析结果得出的启示有:1)天基激光武器对geo卫星的威胁是现实的;2)卫星激光防护应围绕薄弱环节开展以获取最佳效费比;3)应从单机、分系统、系统层面综合采取措施以提高系统鲁棒性;4)应采取主被动防护相结合的方式提高综合防护效能。

摘要：通过对在轨geo卫星大量遥测数据的分析,综合分析太阳电池阵输出电流与太阳入射光强等主要影响因素之间的量化关系,得到的太阳电池阵输出电流拟合公式适用于太阳电池阵的异常检测,且其相对误差较小(约为3%)。该拟合方法可用于geo卫星的在轨管理工作,并为太阳电池阵异常检测及预警提供参考。

摘要：提出了一种用于航天工程任务设计时优选离子或霍尔电推进的通用对比分析方法。基于离子和霍尔电推进成熟产品数据得到了离子和霍尔电推进系统的干质量模型和全质量模型表达式,并应用模型进行了geo卫星南北位保任务和全电推进任务中两种电推进质量效益的对比分析。结果表明:系统质量模型具有工程设计分析可用性。geo卫星任务中离子电推进的质量效益明显好于霍尔电推进,两种电推进的相对质量效益对推力器功率的敏感度随航天器速度增量和初始质量变化而变化。

摘要：随着在轨服务技术的发展和对航天器发射运营成本的控制,航天器在轨服务模式将由“一对一”服务逐步发展为“一对多”“多对多”的服务模式。在具有多个服务目标的模式下,针对服务航天器的任务分配与规划将变得尤为关键。因此,本文研究了多服务航天器为多个地球同步轨道(geo)卫星进行在轨加注的任务规划问题。首先,考虑服务航天器容量约束、服务路径约束等多类约束条件,以最小化燃料消耗为优化指标,以每个服务航天器的服务顺序为决策变量,建立“多对多”在轨加注任务规划模型。其次,针对遗传算法局部搜索能力差、易陷入局部最优的缺陷,设计了一种将大邻域搜索算法和遗传算法相结合的混合启发式算法(LNS-GA),用以求解该任务规划问题。该算法利用大邻域搜索算法中的“破坏”和“修复”思想,对遗传算法每一代种群中的精英个体进行进一步的迭代搜索,从而增强算法的局部搜索能力。最后,通过设定的仿真场景与单一遗传算法进行仿真对比,验证了本文所提出算法的有效性和优越性。

摘要：锂离子蓄电池组作为geo卫星的储能电源,已经得到广泛应用。为了防止锂离子蓄电池组在长期充放电过程中离散性的扩大,运行在geo轨道的长寿命卫星用锂离子蓄电池组一般设计有均衡管理功能,目前在轨广泛应用的一般均为耗散型均衡。根据均衡启控方式不同,可分为定时均衡、定电压均衡和控制电压差均衡三种均衡方式。通过对geo卫星锂离子蓄电池组典型的三种在轨耗散型均衡方式的遥测数据进行分析,论述了目前在轨应用的这三种均衡方式的均衡特点和在轨均衡效果。

摘要：针对多geo卫星接近观测任务,研究了时间约束下能量消耗最优的多任务规划问题。按照上层面向任务顺序安排,下层面向时间分配,建立了一对多任务模式下的二层非线性规划模型。基于双脉冲多圈Lambert交会原理,将下层连续变量时间分配问题转化为0-1整数规划模型,并设计了遗传-分枝定界算法来求解二层规划模型。仿真结果表明,通过合理安排任务顺序和分配时间,可以大大降低观测航天器的机动能量消耗;观测任务时间和目标航天器之间的相位关系是影响规划结果的两个主要因素。