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北京三号A/B卫星星务分系统信息处理技术

航天器工程 2023年第3期32卷 85-92页

作者：田帅虎李超赵丽闫国瑞罗文高宇纯航天东方红卫星有限公司北京100094 山东航天电子技术研究所山东烟台264670 北京空间飞行器总体设计部北京100094

介绍了北京三号A/B卫星星务分系统的信息处理技术。星务分系统提高测温精度,优化控温算法,利用比例-积分-微分(PID)控制系统,实现对卫星关键部件的高精度控温功能;设计专用的协处理器,实现星上完全自主任务规划,用户只需要挑选期望观测... 详细信息

介绍了北京三号A/B卫星星务分系统的信息处理技术。星务分系统提高测温精度,优化控温算法,利用比例-积分-微分(PID)控制系统,实现对卫星关键部件的高精度控温功能;设计专用的协处理器,实现星上完全自主任务规划,用户只需要挑选期望观测的目标,星上自主任务规划软件就能根据目标信息完成所有观测任务的编排。借助星上全球导航卫星系统(GNSS)接收机,设计高精度时间管理系统,使得任意时刻卫星的时间同步精度优于0.1 ms,保证卫星姿态机动时的成像精度。同时,给出了综合电子技术、软件构件库和数字卫星技术在卫星上的应用情况,可为后续卫星星务分系统的研制提供参考。

关键词：北京三号A/B卫星星务分系统综合电子信息处理

北京三号A/B卫星星地一体协同任务规划设计及实现

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航天器工程 2023年第3期32卷 44-50页

作者：田帅虎杨芳李超陈雄姿黄敏郭琪航天东方红卫星有限公司北京100094

自主任务规划技术能够充分发挥卫星在轨使用效能,提高卫星紧急任务响应能力,大幅减少对地面测控的依赖,支持多星自主协同配合执行任务。北京三号A/B卫星具备完全星上自主规划能力,包括星上自主任务规划、地面规划及星地协同规划等多种... 详细信息

自主任务规划技术能够充分发挥卫星在轨使用效能,提高卫星紧急任务响应能力,大幅减少对地面测控的依赖,支持多星自主协同配合执行任务。北京三号A/B卫星具备完全星上自主规划能力,包括星上自主任务规划、地面规划及星地协同规划等多种任务模式,同时具备任务数据校验、保存、恢复、删除、插入应急任务等功能。地面规划系统根据需求进行任务筛选、核对和规划,确保任务满足要求;星上利用专用处理器实现规划运算、指令编排和任务保存与执行。星地一体协同任务规划设计实现了地面和星上规划的一致性,既保证了任务的准确性和灵活性,又减少了卫星对地面测控的需求。

关键词：北京三号A/B卫星任务规划元任务

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北京三号A/B卫星供配电分系统设计

航天器工程 2023年第3期32卷 109-116页

作者：颉萌江国强赵淑莉柴逸黄晓郝春晓航天东方红卫星有限公司北京100094 中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

北京三号A/B卫星供配电分系统为满足卫星敏捷机动及高功率的特点与需求,将传统电源控制器与配电器合为1台电源调控器单机(PCDU)。它采用42.0 V半调节母线拓扑结构,选用容量衰降速度更低、寿命循环性能更好的高比能量镍钴铝(NCA)锂离子... 详细信息

北京三号A/B卫星供配电分系统为满足卫星敏捷机动及高功率的特点与需求,将传统电源控制器与配电器合为1台电源调控器单机(PCDU)。它采用42.0 V半调节母线拓扑结构,选用容量衰降速度更低、寿命循环性能更好的高比能量镍钴铝(NCA)锂离子蓄电池单体,以及平均效率不低于32%的太阳电池片,大大减小了质量。此外,任务规划软件中还加入了卫星电源系统仿真计算模型,为规划任务的可行性提供决策依据。供配电分系统在轨运行稳定,在轨数据与仿真计算模型运行结果相符,其设计可为类似功率等级的卫星提供参考。

关键词：北京三号A/B卫星供配电分系统仿真计算模型

北京三号A/B卫星高精度影像优化压缩编码技术

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航天器工程 2023年第3期32卷 123-130页

作者：韩宇刘聪聪柴昱洲孙钰林袁素春肖化超朱红袁玉王元乐西安空间无线电技术研究所西安710071

针对北京三号A/B卫星载荷特点、工作模式、功能要求,文章设计了一种采用无损或近无损图像压缩标准(JPEG-LS)的图像压缩算法,基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路并行联合工作图像压缩系统,使得对超高分辨率、高输入数据率的光学遥感影像... 详细信息

针对北京三号A/B卫星载荷特点、工作模式、功能要求,文章设计了一种采用无损或近无损图像压缩标准(JPEG-LS)的图像压缩算法,基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路并行联合工作图像压缩系统,使得对超高分辨率、高输入数据率的光学遥感影像可以进行实时无损或近无损压缩。该系统采用一种灵活的图像缓存机制,不需要片外存储器来缓存图像,节约了硬件成本,单片FPGA处理能力高达8 Gbit/s;采用一种先进的码率控制算法,优化失真量化参数调整策略,多路并行压缩核参数统一更新,使得快速逼近目标码率,恢复影像的整体质量更加均匀平滑,峰值信噪比(PSNR)值相比传统算法提升了0.2 db以上。

关键词：北京三号A/B卫星图像压缩多路并行码率控制现场可编程门阵列

北京三号A/B卫星沿斜条带成像姿态机动规划方法

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航天器工程 2023年第3期32卷 25-31页

作者：黄敏杨芳赵键王抒雁李志壮姚舜航天东方红卫星有限公司北京100094

针对沿着与星下点轨迹成一定夹角的条带成像姿态机动问题,提出沿斜条带成像的3轴姿态机动规划方法。建立斜条带的几何模型,提出摄影点沿斜条带以恒定地速滑动的规划方法,建立带偏航补偿的成像姿态机动模型,并推导得出3轴姿态及姿态跟踪... 详细信息

针对沿着与星下点轨迹成一定夹角的条带成像姿态机动问题,提出沿斜条带成像的3轴姿态机动规划方法。建立斜条带的几何模型,提出摄影点沿斜条带以恒定地速滑动的规划方法,建立带偏航补偿的成像姿态机动模型,并推导得出3轴姿态及姿态跟踪角速度的计算公式。该方法在北京三号A/B卫星上进行了应用验证,卫星成像能力得到大幅提升,在轨成像质量良好。沿斜条带机动中成像模式成为北京三号A/B卫星常规任务运行模式,可为遥感卫星开展新的业务应用提供参考。

关键词：北京三号A/B卫星斜条带姿态控制机动中成像速度系数姿态角速度

北京三号A/B卫星控制分系统设计与仿真验证

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航天器工程 2023年第3期32卷 101-108页

作者：许凡何世民邢林峰傅秀涛薛超姚宁北京控制工程研究所北京100094

北京三号A/B卫星采用的超高敏捷、超高稳定、超高精度的三超平台对控制分系统的设计和系统验证提出更高的设计需求。文章根据三超平台的特点,对控制分系统系统组成和主要工作模式进行了概述,重点介绍基于传输确认机制的高可靠SpaceWire... 详细信息

北京三号A/B卫星采用的超高敏捷、超高稳定、超高精度的三超平台对控制分系统的设计和系统验证提出更高的设计需求。文章根据三超平台的特点,对控制分系统系统组成和主要工作模式进行了概述,重点介绍基于传输确认机制的高可靠SpaceWire总线通信方法,搭建多级复合控制仿真验证平台,并详细阐述系统时间同步设计,有力保障了控制分系统指标的测试与验证,助力卫星控制分系统软件可靠稳定的在轨运行。

关键词：北京三号A/B卫星 SpaceWire总线仿真验证复合控制