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基于往返式平漂探空的FY-3D卫星反演温度检验

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应用气象学报 2023年第1期34卷 52-64页

作者：周雪松郭启云夏元彩田泓内蒙古自治区呼和浩特市气象局呼和浩特010020 中国气象局气象探测中心北京100081

往返式平漂探空观测(以下简称平漂探空)可实现对流层至平流层低层大气温度廓线垂直探测以及平流层低层内持续4 h的水平温度分布探测。该文介绍利用平漂探空试验数据对风云3号气象卫星D星(FY-3D)反演温度数据的检验评估算法,基于该算法和... 详细信息

往返式平漂探空观测(以下简称平漂探空)可实现对流层至平流层低层大气温度廓线垂直探测以及平流层低层内持续4 h的水平温度分布探测。该文介绍利用平漂探空试验数据对风云3号气象卫星D星(FY-3D)反演温度数据的检验评估算法,基于该算法和2021年3—9月长江中下游平漂探空试验数据完成对卫星反演大气温度数据的检验。结果显示:FY-3D卫星反演的温度数据准确度总体较高,与平漂探空上升段数据平均绝对偏差约为1.34℃,与下降段数据平均绝对偏差约为1.93℃;卫星反演的100 hPa以上和850 hPa以下温度误差分别偏大0.59℃和0.33℃;卫星反演平流层温度准确度低于温度廓线,平均绝对偏差约为3.92℃;与平漂探空数据相比,卫星大气温度廓线分辨率较低、趋势较平滑,无法显示大气温度垂直分布和平流层温度水平分布的细节特征。

关键词：平漂探空卫星检验评估温度廓线平流层

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卫星姿态的状态转移控制

控制理论与应用 2017年第5期34卷 655-662页

作者：谭天乐上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

本文面向卫星的应用需求,对卫星姿态的运动学和动力学进行了分析与建模.利用反馈线性化,将姿态运动的高阶非线性项包含在姿态控制中,通过局部动态线性化,将动力学系统近似为定常系统.通过幂级数法对系统进行了状态转移过程的求解.采用... 详细信息

本文面向卫星的应用需求,对卫星姿态的运动学和动力学进行了分析与建模.利用反馈线性化,将姿态运动的高阶非线性项包含在姿态控制中,通过局部动态线性化,将动力学系统近似为定常系统.通过幂级数法对系统进行了状态转移过程的求解.采用模型预测的方法获得姿态角和姿态角速度的预期偏差.通过广义逆变换构造关于偏差的最小范数、最小二乘控制器.提出了一种基于状态转移的卫星姿态机动、跟踪与稳定控制的新方法.控制器的参数具有根据系统采样周期和当前状态时变自适应的特点.考虑帆板挠性及多种偏差和噪声影响,仿真验证了方法的可行性和有效性.

关键词：卫星反馈线性化幂级数模型预测广义逆变换状态转移姿态控制

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三种卫星云量数据在青藏高原地区的比对分析

遥感学报 2021年第7期25卷 1445-1459页

作者：刘健国家卫星气象中心北京100081

青藏高原是卫星反演云参数的热点和难点区域。选取1982年—2015年0.1°空间分辨率的Patmos-x、0.25°空间分辨率的CLARA-A2的NOAA/AVHRR下午星数据和2003年—2015年0.05°空间分辨率的Aqua/MODIS C6等3种云量数据,针对青藏高原区域,从... 详细信息

青藏高原是卫星反演云参数的热点和难点区域。选取1982年—2015年0.1°空间分辨率的Patmos-x、0.25°空间分辨率的CLARA-A2的NOAA/AVHRR下午星数据和2003年—2015年0.05°空间分辨率的Aqua/MODIS C6等3种云量数据,针对青藏高原区域,从数据的反演算法和数据的空间属性出发,进行比对分析。Patmos-x和CLARA-A2具有相同的数据源和相近的云检测算法。与地面观测云量相比,Patmos-x云量与地面观测云量间的相关性大于0.8,MODIS次之,CLARA-A2云量与地面观测云量的相关性很弱。3种数据均表现出高原东部云量多于西部云量,北部云量多于南部的云量空间分布特征和白天云量大于夜间云量的时间分布特征。量值上CLARA-A2云量大于Patmos-x。2003年—2015年夜间Aqua/MODIS年均云量比CLARA-A2高8.82%。34年间Patmos-x和CLARA-A2年均云量以减少为主,夜间云量的变化趋势比白天云量变化趋势明显,CLARA-A2云量的变化趋势较Patmos-x明显。2000年是高原区域云量由偏多到偏少变化的拐点。1、4、10月多年云量以减少为主要变化趋势,7月云量以弱增多为主要变化特征。

关键词：云量卫星气候数据青藏高原 Patmos-x CLARA-A2 MODIS

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SMILE卫星的表面充电效应

物理学报 2020年第16期69卷 176-183页

作者：许亮亮蔡明辉杨涛韩建伟中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

卫星在轨运行时,航天器表面材料与周围的等离子体环境相互作用,会积累电荷产生表面充电效应,严重时将导致静电放电从而影响航天器的运行.SMILE卫星运行在太阳同步轨道和高倾角大椭圆轨道,在轨运行将遭遇多种等离子体环境,产生的表面充... 详细信息

卫星在轨运行时,航天器表面材料与周围的等离子体环境相互作用,会积累电荷产生表面充电效应,严重时将导致静电放电从而影响航天器的运行.SMILE卫星运行在太阳同步轨道和高倾角大椭圆轨道,在轨运行将遭遇多种等离子体环境,产生的表面充电效应将影响卫星在轨安全和科学数据的获取.本文采用spacecraft plasma interaction system软件仿真,建立了复杂精细的三维模型,评估了卫星在磁尾瓣等离子体、太阳风等离子体及地球静止轨道极端恶劣等离子体不同环境中的表面充电风险.仿真结果显示,不同环境下的表面充电电位有差异,但是不会影响科学载荷的数据获取.通过对表面电流的分析发现,二次电子发射在各种等离子体环境中都对表面充电有很大的影响.通过分析阴影区材料表面充电电流,计算得到的结果能够补充氧化铟锡材料二次电子发射系数实验曲线.在光照下,光电子发射在表面充电中占据统治地位.

关键词：表面充电效应 SMILE 卫星 spacecraft plasma interaction system 仿真等离子体

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虚拟测试技术在卫星研制中的应用

空间控制技术与应用 2023年第2期49卷 83-89页

作者：吴小明句美琪林佳伟王梦菲孙天逸高新宇北京控制工程研究所北京100094 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对卫星研制过程中技术难度跨越大和“阶段交叠,多线并行”等问题,提出一种虚拟测试技术.该技术以虚拟测试平台为依托,将星上软件嵌入虚拟目标机中,并将其与动力学仿真软件、部件仿真软件和自动化测试软件共同运行于一台PC机上,实现了... 详细信息

针对卫星研制过程中技术难度跨越大和“阶段交叠,多线并行”等问题,提出一种虚拟测试技术.该技术以虚拟测试平台为依托,将星上软件嵌入虚拟目标机中,并将其与动力学仿真软件、部件仿真软件和自动化测试软件共同运行于一台PC机上,实现了软件运行的真实底层环境、软件各项功能、对外接口的模拟.虚拟测试具备“全软件工作”和“半实物工作”等多个模式,既能采用全虚拟部件运行,也支持接入真实部件,可应用于卫星各个研制阶段.和传统纯硬件测试相比,虚拟测试大大提前了测试时机,丰富了测试手段,同时缩短了测试周期,提高了卫星研制效率,节约了研制成本,具有较强的工程推广价值.

关键词：虚拟测试卫星姿态轨道控制星务管理

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SiC器件在卫星电源系统中的应用与分析

电源学报 2022年第2期20卷 154-160页

作者：康庆李峰邢杰章玄中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

SiC器件作为宽禁带半导体器件代表,具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高热导率、高电压、高频率和高抗辐照等优越的物理和电气特性,在卫星电源系统中具有巨大的应用潜力。介绍了卫星电源系统发展的现状与趋势,论述了当前国际宇航研... 详细信息

SiC器件作为宽禁带半导体器件代表,具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高热导率、高电压、高频率和高抗辐照等优越的物理和电气特性,在卫星电源系统中具有巨大的应用潜力。介绍了卫星电源系统发展的现状与趋势,论述了当前国际宇航研究机构对SiC功率器件在卫星电推进系统中应用的研究,并提出SiC器件在卫星中应用的单粒子需求趋势。分析认为SiC功率器件今后的研究重点在于单粒子失效机理的研究、辐照加固工艺完善以及器件改进。

关键词： SiC 卫星高电压电推进单粒子效应

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卫星网络数据传输与任务调度的研究

卫星网络数据传输与任务调度的研究

作者：董国华桂林电子科技大学

学位级别：硕士

在卫星通信中由于其所处高空,可以脱离地面的地理束缚,存在通信覆盖范围广且不受地面灾害影响等优点,正逐渐弥补地面网络的不足。但卫星也存在着一定的缺点,例如使用毫米波无线通信使得天线尺寸过大,因而存在功耗大、带宽有限的缺点,因... 详细信息

在卫星通信中由于其所处高空,可以脱离地面的地理束缚,存在通信覆盖范围广且不受地面灾害影响等优点,正逐渐弥补地面网络的不足。但卫星也存在着一定的缺点,例如使用毫米波无线通信使得天线尺寸过大,因而存在功耗大、带宽有限的缺点,因为发射卫星的成本和太空的物理因素,所以存在卫星的处理能力有限的缺点。这些问题使得卫星网络无法满足人们提出的网络服务高要求,因此亟需对现在的卫星网络加以优化,使其充分利用卫星有限的资源,来满足现在通信需求。其中有两个具有挑战性的问题:(1)如何应用目前有限的卫星资源来进一步提高数据的传输效率以及满足一定的服务质量请求;(2)如何高效分配卫星资源,使其处理多个任务时以达到收益最大化。针对卫星资源有限,传输效率不高,不能很好地支持通信服务质量的问题以及面对多任务时卫星如何合理分配任务的问题,本文分别在卫星网络数据传输方面和卫星任务调度方面展开了深入研究,并提出了解决问题的方案,具体工作如下:(1)在网络数据传输方面:卫星网络借鉴地面的MPLS协议,使MPLS协议应用在卫星中充分发挥了其转发速率快等优点。本文在考虑卫星网络通信的QoS需求和卫星性能有限这些问题的同时,结合MPLS网络现有研究和目前空间通信协议规范(SCPS)的研究,设计了基于标签交换的AOS帧的高速数据传输,进一步优化了当前的卫星网络;在面对卫星网络的QoS需求时,提出了自适应权值的高响应比轮询调度算法(HRN-WRRS),该算法能够感知处理器存储容量大小和数据的服务等级,能够完成数据安全传输且满足网络的QoS需求,并且该方案最终在FPGA上得到了验证。(2)在卫星的任务调度方面:随着卫星数量和对应太空任务的增加,卫星的多任务规划成为了亟待解决的问题,针对这一问题,本文结合卫星运行轨迹具有稳定性和周期性以及卫星任务具有时效性和持续性等情况,通过构建卫星任务规划数学模型,提出了基于BAS的卫星任务调度算法。由于BAS算法单体搜索、参数较少、计算量小,所以解决卫星调度这种NP问题成为可能。最后借助Visual Studio平台仿真验证了算法的合理性和有效性。

关键词：卫星 MPLS网络标签交换任务调度 QoS

冷战后美国对华卫星出口管制政策——从老布什政府到特朗普政府

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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美国研究 2022年第1期36卷 130-159,7,8页

作者：刘子奎刘晓临上海师范大学世界史系上海师范大学

冷战后,中美战略关系的内涵发生了不同于冷战时期的变化。美国开始把中国作为潜在对手乃至主要战略对手,不断加强对中国的出口管制,防止有助于军事力量提高或改善的卫星及相关技术向中国出口。从冷战后美国对华卫星出口管制的结果来看,... 详细信息

冷战后,中美战略关系的内涵发生了不同于冷战时期的变化。美国开始把中国作为潜在对手乃至主要战略对手,不断加强对中国的出口管制,防止有助于军事力量提高或改善的卫星及相关技术向中国出口。从冷战后美国对华卫星出口管制的结果来看,尽管美国对中国的卫星出口管制确实在一段时间内给中国卫星事业的发展造成了消极影响,但并未能阻止中国卫星事业的发展和进步。中国不仅提高和改进了卫星发射能力,而且独立开发了全球卫星导航系统。美国对中国的歧视性卫星出口管制产生了与预期几乎完全相反的结果。

关键词：美国军事与外交中美关系贸易出口管制卫星

一种基于SD-ICA的卫星电池健康状态估计方法

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北京航空航天大学学报 2021年第10期47卷 2058-2067页

作者：陈景龙王日新李玉庆徐敏强黄文虎哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对容量增量分析(ICA)法应用在卫星电池的健康状态(SOH)估计中存在较大误差的问题,提出了基于带平滑处理并使用放电数据的容量增量分析(SD-ICA)的电池健康状态估计方法。首先,利用光滑样条函数的拟合结果具有二阶导连续的特性,对低分... 详细信息

针对容量增量分析(ICA)法应用在卫星电池的健康状态(SOH)估计中存在较大误差的问题,提出了基于带平滑处理并使用放电数据的容量增量分析(SD-ICA)的电池健康状态估计方法。首先,利用光滑样条函数的拟合结果具有二阶导连续的特性,对低分辨率的遥测数据进行平滑处理,从而提高了计算结果的准确性。其次,针对ICA必须使用微小电流放电数据的限制,推导出有负载条件下的容量增量(IC)计算方法,降低了对卫星电池放电工况的要求。最后,利用IC曲线的第一特征点(FOI1)与电池容量的关系,对卫星电池的健康状态进行估计。经验证,所提方法具有对数据分辨率要求低、不需要增加电池工况、计算简便等优势,可以准确地从卫星遥测数据中估计电池健康状态。研究成果在卫星电池的健康管理和任务规划中具有重要的应用价值。

关键词：容量增量分析(ICA) 卫星锂电池健康状态(SOH)估计低分辨率遥测数据