摘要：先进天基太阳天文台卫星(advanced space-based solar observatory satellite,ASO-S)的主要任务是对日观测,对卫星姿态确定精度提出了较高的要求。为此,提出了一种新的姿态确定算法使用ASO-S科学载荷太阳导行镜(Sun guide telescope,SGT)测量卫星指向与太阳中心的偏差角,以及对光纤陀螺(fiber optic gyro,FOG)和星敏感器(star trackor,STR)测量值进行姿态确定。将卫星本体系姿态四元数矢部和FOG常值零位漂移作为状态变量,STR和SGT观测值作为测量变量,设计扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)。通过数学仿真验证本文所设计姿态确定算法的正确性与稳定性。最后,利用ASO-S在轨遥测数据进行验证,基于SGT测量的姿态确定算法可显著提高卫星非对日方向的姿态角估计精度,可优于0.2″(3σ)。

摘要：针对某低轨卫星高散热性与减重需求,提出一种蜂窝板辐射器的优化设计方案。研究表明,外贴热管能够提高辐射器散热能力与表面温度均匀性。以热管-管路布局参数作为设计变量,利用优化拉丁方试验法生成72套样本组合,并采用误差最低的径向基函数(RBF)构建代理模型,仿真结果表明,基于带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)迭代得到的最优方案提高散热能力超过1/4,表面温度均匀性改善65%且辐射器总质量降低32%。通过绕轨运行热控能力分析得到,优化方案的散热器具有优异的散热性能以及显著的减重优势,可为固定式空间辐射器的设计提供参考。

摘要：文章针对遥感立体测绘卫星体制选择与设计方案,结合目前测绘能力的现状,通过分析传统大基高比、小基高比以及双基高比测绘模式的优势和瓶颈,提出多基高比航天测绘模式,来适应山地建筑等不同地形条件的测绘任务。根据立体成像模型分析定位精度影响因素,构建数值模拟场景,结合解析空中三角测量方法,得到不同匹配误差与平面精度和高程精度的关系。仿真结果表明:对于不同程度的匹配误差,0.15至0.6左右的较小基高比参数适用于对平面精度要求高的地形特点,0.8左右至1.2的较大基高比适用于对高程精度要求高的地形特点,根据相应地形准确选取基高比参数能够提升定位精度。文章研究成果为指导设计提升卫星测绘能力的方案提供参考依据。

摘要：对于半柱段体装太阳电池片的柱形航天器,通过姿态二维对日,使截面Σ_A的法线n始终与太阳矢量μ_(so)重合时,电池片曲面Σ的受晒效率最大;航天器姿态一维对日模式下,受晒效率与轨道太阳角β有关,■值越小,受晒效率越低;姿态固定模式下,截面Σ_A的法线n相比于太阳矢量μ_(so)更靠近Y轴时,受晒效率更大,若航天器在轨任务要求姿态固定(如对接、抓取等),采用半柱段体装方案,应合理设计航天器整体结构,使贴片曲面对应截面Σ_A的法线n相比于在轨任务期间太阳矢量μ_(so),更靠近Y轴。

摘要：星敏感器长期在轨运行时,畸变会逐渐积累,因此对星敏感器进行在轨标定很有必要。目前,大多数星敏感器在轨标定算法仅依赖于星间角距的不变性,并需要较长的标定时间。本文算法的创新性在于利用星间角距关系和星点像素位置关系,将畸变信息解耦为粗校准的参数化信息和精校准的非参数化信息。充分考虑到星敏感器的工作性质,利用B样条算法的特点,使得连续的在轨校正仅需极少的时间。相较于目前常用的地面标定算法,本文算法在实现更准确的星点位置校正和更精确的姿态输出精度的前提下,训练完全部数据只需要几百毫秒的时间。在经过本文算法的标定后,在轨星敏感器的星点位置偏差由0.55766 pixel降低为0.23706 pixel,测量精度由5.857″提高到2.775″,这为未来低成本卫星搭载非专业化设计的星敏感器提供了一定的算法参考。

摘要：针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能指标的序列电推力轨道保持问题优化模型并进行了离散化。接着,通过引入差分进化算法和维度学习策略对粒子群优化算法进行了适应性改进,同时对推力大小和作用时间进行寻优计算。最后,通过数值仿真对所提出的改进粒子群优化算法进行了对比校验。结果表明,该方法在完成GEO卫星轨道保持任务的同时具备燃料消耗低和收敛速度快等优点。

摘要：为了实现差分吸收激光雷达对臭氧浓度和气溶胶的同时探测,对常见的三通道分光光谱仪进行改进优化。确定光谱仪初始结构后,使用光栅方程对四通道的摆放位置进行计算分析。使用球面镜和全息光栅,通过添加距离约束,将四个光谱通道控制在合理的机械结构范围内,最终设计了一款四通道分光、低F数的光谱仪系统。该系统使用圆阵列转线列光纤,提高了接收系统对大气回波信号的接收强度,实现了对266,289,316,532 nm回波信号强度的精确探测。设计结果表明,光谱仪系统可连接0.12数值孔径的线列光纤,在266,289,316 nm光谱分辨力优于0.5 nm,在532 nm处光谱分辨力优于1 nm,满足激光雷达探测光谱分辨率的要求。分析了光谱仪出射狭缝的曲率半径和圆心位置。该设计可实现激光雷达对气溶胶和臭氧的同时探测,简化了系统结构。

摘要：卫星电源系统(EPS)的在轨稳定运行是卫星可靠工作的关键,对EPS系统故障快速识别、诊断和处理,对于提高卫星业务连续性以及保证高可靠性而言非常重要。本文详细分析并提出了一种卫星EPS系统在轨自主故障识别与恢复技术,包括EPS控制模块设计、功率模块(BCDR)设计以及防BCDR意外触发保护功能设计,最后经某高轨卫星在轨应用验证,该故障诊断与恢复技术准确可靠,可为其他卫星型号的EPS自主运行管理设计提供参考。

摘要：针对火星表面上升轨迹优化问题,提出了映射Chebyshev伪谱凸优化方法。首先采用无损凸化方法对火星表面上升燃耗最优问题进行凸松弛,然后将凸化后的问题在映射Chebyshev-Gauss-Lobatto点处离散,利用重心有理Lagrange插值技术进行插值,最后使用序列凸优化方法迭代求解,得到数值最优解。仿真对比了本文方法、一般伪谱凸优化方法和经典的序列凸优化方法,证明了本文方法在计算效率方面存在优势,并有效改善了标准Chebyshev微分矩阵的病态特性。

摘要：针对在轨服务的航天器惯量参数突变情况,提出了基于卫星在轨姿态测量及控制信息实现惯量参数实时辨识的方法,设计了递推最小二乘(RLS)及扩展卡尔曼滤波(EKF)辨识算法。在RLS算法中引入自适应遗忘因子,每次递推过程中通过分配先验数据和当前数据的权重确保产生突变后辨识值的及时跟踪;在EKF算法中明确先验预测协方差中参数变化的影响,将其代入更新预测协方差矩阵以应对惯量参数的突变。仿真结果表明,考虑惯量参数突变的场景,RLS算法和EKF算法的辨识精度可达1.5%和1%,辨识时间分别优于30 s和40 s;考虑惯量缓慢时变的场景,两种方法均可实现惯量参数的在轨实时辨识,辨识精度满足姿控系统需求。