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基于空间雕刻和自注意力机制的卫星姿态估计算法

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液晶与显示 2023年第12期38卷 1736-1744页

作者：刘景赫林宝军中国科学院微小卫星创新研究院上海201203 中国科学院大学北京100049 中国科学院空天信息创新研究院北京100049

传统的单目姿态估计算法采用卷积网络在图像中定位若干关键点,再基于2D-3D匹配技术估计目标的姿态,但卫星上的关键点分布较分散,卷积网络由于其受限的感受野导致关键点的定位精度低,影响后续姿态估计的精度。此外传统流程需要人工标注... 详细信息

传统的单目姿态估计算法采用卷积网络在图像中定位若干关键点,再基于2D-3D匹配技术估计目标的姿态,但卫星上的关键点分布较分散,卷积网络由于其受限的感受野导致关键点的定位精度低,影响后续姿态估计的精度。此外传统流程需要人工标注关键点位置和目标的掩膜,标注成本高。为了解决传统方法感受野受限问题,在卷积网络中引入自注意力机制,赋予其全局建模能力,提高了关键点的定位精度。为了改善传统方法需要大量人工标注的问题,通过空间雕刻,重构了目标的点云,再将点云重投影回像素平面,自动化获取所需标签,省略了人工标注过程,提高了算法实用性。实验结果表明:所提算法在SPEED数据集上进行验证,关键点定位精度为92%,姿态平移误差为0.236%,姿态旋转误差为9.86×10^(-3)弧度,在简化算法复杂度的同时提升了精度。可以有效应用于航天器之间的相对姿态估计。

关键词：计算机视觉姿态估计关键点检测自注意力空间雕刻

改进粒子滤波与预测滤波相结合的单星敏姿态估计

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控制与决策 2011年第5期26卷 655-660页

作者：张惟林宝军中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院研究生院北京100094

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... 详细信息

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.

关键词：无陀螺定姿粒子滤波预测滤波小卫星星敏感器

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基于循环矢量构造的精确修复MDS编码

北京邮电大学学报 2012年第6期35卷 34-37页

作者：王燕滨陈勇林宝军河北科技大学研究生学院石家庄050018 中国科学院光电研究院北京100190

为解决分布式存储系统节点精确修复的问题,构造了一类最小存储再生编码,该编码属于最大距离可分(MDS)删除码.利用循环矢量构造生成矩阵,将冗余数据与系统数据混合存储,编码过程中所有的运算都属于伽罗华2域.采用该编码的存储系统,在发... 详细信息

为解决分布式存储系统节点精确修复的问题,构造了一类最小存储再生编码,该编码属于最大距离可分(MDS)删除码.利用循环矢量构造生成矩阵,将冗余数据与系统数据混合存储,编码过程中所有的运算都属于伽罗华2域.采用该编码的存储系统,在发生单节点故障时,精确修复的最小带宽为理论最小值,在系统正常工作时,能为单用户提供最大理论值的可用带宽.与最小存储再生码和最小带宽再生码相比,编码矩阵简单,解码计算量较小,能提供较高的可用带宽.

关键词：循环矢量精确修复最大距离可分码分布式存储

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MEO导航卫星热控系统设计及验证

空间科学学报 2022年第1期42卷 144-152页

作者：林士峰李锴林宝军蒋桂忠马二瑞中国科学院微小卫星创新研究院上海201203 上海微小卫星工程中心上海201203 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 上海科技大学信息学院上海201203

为解决MEO导航卫星整星热控设计以及有特殊温控指标要求设备的温度控制问题,结合卫星构型、轨道姿态、工作模式等特点,采用被动散热、扩热及局部隔热的热控措施,辅以开关或高精度比例控温算法分级主动热控设计原则。针对载荷大功率设备... 详细信息

为解决MEO导航卫星整星热控设计以及有特殊温控指标要求设备的温度控制问题,结合卫星构型、轨道姿态、工作模式等特点,采用被动散热、扩热及局部隔热的热控措施,辅以开关或高精度比例控温算法分级主动热控设计原则。针对载荷大功率设备和相控阵天线,采用热管网络结合扩展散热区的热控措施;针对有温度敏感指标要求的蓄电池组、原子钟等采用隔热措施,辅以主动热控进行独立控温设计;热控软件设计采用在轨自主故障诊断及自动隔离设计方法,显著提升热控系统在轨自主运行能力。经过地面整星级热平衡试验验证及优化设计,在轨多颗卫星的飞行数据表明:整星热控方案设计合理,星上各仪器设备温度满足要求,温度设计余量及变化趋势符合预期。

关键词： MEO导航卫星热控系统方案设计在轨验证

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天文卫星巡天扫描智能规划模型及仿真

系统仿真学报 2007年第3期19卷 654-656页

作者：刘薇林宝军中国科学院光电研究院北京100080

巡天扫描是天文卫星进行天体观测的基础,但是使用传统方法很难实现全天球覆盖,并且会遇到能源输出瓶颈。因此,针对天文卫星巡天扫描所遇到的问题,提出了使用多目标遗传算法对卫星飞行任务进行智能规划的模型。该模型通过调整飞行任务很... 详细信息

巡天扫描是天文卫星进行天体观测的基础,但是使用传统方法很难实现全天球覆盖,并且会遇到能源输出瓶颈。因此,针对天文卫星巡天扫描所遇到的问题,提出了使用多目标遗传算法对卫星飞行任务进行智能规划的模型。该模型通过调整飞行任务很好解决了能源输出的问题,与仅依靠被动的分段式扫描方法相比,还大大缩短了巡天扫描的时间。从仿真结果来看,该模型是十分有效的。

关键词：巡天扫描飞行任务智能规划多目标遗传算法天文卫星

基于并行小生境技术优化的智能模糊聚类图像分割算法

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光电子．激光 2010年第4期21卷 618-622页

作者：刘云龙林宝军中国科学院光电研究院北京100080 中国科学院研究生院北京100049

利用PBM模糊聚类有效性函数以图像特征空间为搜索空间,实现有效性函数的全局寻优,用并行小生境技术解决粒子群(PSO)算法的早收敛问题,优化聚类的全局收敛性能,实现有效聚类数目与聚类中心的并行寻优。通过对遥感图像分割的实验证明,与... 详细信息

利用PBM模糊聚类有效性函数以图像特征空间为搜索空间,实现有效性函数的全局寻优,用并行小生境技术解决粒子群(PSO)算法的早收敛问题,优化聚类的全局收敛性能,实现有效聚类数目与聚类中心的并行寻优。通过对遥感图像分割的实验证明,与传统粒子优化群算法的分割结果相比,本文算法拥有更高的有效性且分割效果更优。

关键词：图像分割 PBM(Pakhiya-Bandyopahyay-Maulik)有效性指数模糊聚类小生境技术

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卫星巡天扫描运控模式方法的研究

宇航学报 2006年第6期27卷 1365-1368页

作者：刘薇林宝军中国科学院空间科学与应用研究中心中国科学院光电研究院北京100080

巡天扫描是天文卫星进行天体观测的基础,但是使用传统方法很难实现全天球覆盖,并且会遇到能源输出瓶颈。因此,针对天文卫星巡天扫描所遇到的问题,提出了使用Pareto遗传算法对卫星飞行任务进行智能规划的方法。该算法引入小生境方法来保... 详细信息

巡天扫描是天文卫星进行天体观测的基础,但是使用传统方法很难实现全天球覆盖,并且会遇到能源输出瓶颈。因此,针对天文卫星巡天扫描所遇到的问题,提出了使用Pareto遗传算法对卫星飞行任务进行智能规划的方法。该算法引入小生境方法来保证群体多样性,并使用基于排序的适应度分配方法来克服早熟收敛。该算法智能规划飞行任务,与仅依靠被动的分段式扫描方法相比,在扫描全天球的基础上,很好解决了能源输出的问题,还大大缩短了巡天扫描的时间。从仿真结果来看,该模型是十分有效的。

关键词：巡天扫描飞行任务智能运控模式 Pareto遗传算法

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非抢占式实时任务1次容错调度

北京邮电大学学报 2012年第2期35卷 117-120页

作者：陈勇林宝军中国科学院光电研究院北京100190 中国科学院研究生院北京100190 北京国科环宇空间技术有限公司北京100190

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-... 详细信息

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.

关键词：非抢占式实时容错调度

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高轨卫星三结砷化镓太阳电池阵抗辐射设计

太阳能学报 2022年第11期43卷 9-13页

作者：习成献刘迎春林宝军王学良蒋桂忠孔陈杰中国科学院微小卫星创新研究院上海201203 中国科学院大学北京100049 上海微小卫星工程中心上海201203

分析空间辐射效应对三结砷化镓(TJ-GaAs)太阳电池阵的影响,结合地面试验结果对太阳电池阵进行抗辐射设计,并在某倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星上进行验证。通过对在轨卫星5 a的遥测数据分析,得出太阳电池阵输出功率因辐射效应造成的衰减规... 详细信息

分析空间辐射效应对三结砷化镓(TJ-GaAs)太阳电池阵的影响,结合地面试验结果对太阳电池阵进行抗辐射设计,并在某倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星上进行验证。通过对在轨卫星5 a的遥测数据分析,得出太阳电池阵输出功率因辐射效应造成的衰减规律,最后与设计方案进行比较,有效验证了抗辐射设计的数学模型,可为其他中高轨道卫星太阳电池阵的设计提供参考。

关键词：辐射效应太阳电池三结砷化镓衰减数学模型