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海洋激光雷达漫射衰减系数反演方法研究

激光技术 2024年第3期48卷 425-431页

作者：雷子昂杨颂沈振民孙倩张景豪郑永超中国空间技术研究院北京空间机电研究所北京100094 中国空间技术研究院空间激光信息感知技术核心专业实验室北京100094

为了解决漫射衰减系数K d的反演依赖于原位测量数据的问题,提出了一种基于Klett和Fernald法反演K d的融合算法。该融合算法以Klett法反演结果为基准,计算出激光雷达比作为Fernald法迭代时的先验信息,再用Fernald法反演出更加精确的水体... 详细信息

为了解决漫射衰减系数K d的反演依赖于原位测量数据的问题,提出了一种基于Klett和Fernald法反演K d的融合算法。该融合算法以Klett法反演结果为基准,计算出激光雷达比作为Fernald法迭代时的先验信息,再用Fernald法反演出更加精确的水体漫射衰减系数K d;并运用数学解析模型作为融合算法的仿真数据源,解决了实测信号数据量不足的问题,最后基于自研的双频激光雷达系统,利用海试数据对融合算法进行了实验验证。结果表明,融合算法反演得到K d值的均方根误差值为0.74 m-1,精度优于传统的Klett法和Fernald法;所提出的融合算法能够满足近岸浅海水体漫射衰减系数K d反演的收敛和精度要求,且能在没有原位现场环境先验信息的条件下快速计算激光雷达比。该研究对浅海水域的深度测量以及海洋剖面光学参数的测量是有帮助的。

关键词：海洋光学海洋激光雷达激光雷达比水体漫射衰减系数 Klett算法 Fernald算法

含柔性连杆的曲柄滑块机构动力学分析与实验研究

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机械科学与技术 2024年第7期43卷 1168-1179页

作者：黄超李媛媛李萌刘思思马静雅张福林刘金刚湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094

为了研究柔性连杆、带有固体润滑涂层MoS_2的铰链接触副对含间隙铰链机构的动力学特性的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象,使用Adams软件进行数值仿真分析,研究了柔性连杆材料、铰链间隙、铰链接触副材料和铰链接触副表面固体润滑涂... 详细信息

为了研究柔性连杆、带有固体润滑涂层MoS_2的铰链接触副对含间隙铰链机构的动力学特性的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象,使用Adams软件进行数值仿真分析,研究了柔性连杆材料、铰链间隙、铰链接触副材料和铰链接触副表面固体润滑涂层对曲柄滑块机构动力学特性的影响。通过搭建与数值仿真参数一致的含间隙铰链的曲柄滑块试验台,试验验证了柔性大的连杆、较小的间隙值、接触刚度较小的接触副材料能够减小机构的振动,带有涂层的铰链能够有效减小接触面的磨损量。试验结果和数值仿真结果较为一致,能够有效的反应各种工况对含间隙机构的影响规律,为固体润滑涂层在航天领域中含间隙铰链接触副展开机构的减振抗冲击研究提供理论基础和试验依据。

关键词：间隙铰链柔性连杆振动曲柄滑块

基于总线故障注入的卫星热控自主管理软件测试方案

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航天器工程 2024年第3期33卷 135-140页

作者：刘鹤张晓明张月中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对卫星热控分系统设计的新状态,梳理了热控自主管理软件中多点控温功能、跟踪控温功能及热敏电阻故障处理功能的测试需求,提出了基于总线故障注入的热控自主管理软件测试方案。该方案通过将故障注入设备接入卫星数据总线的方式仿真总... 详细信息

针对卫星热控分系统设计的新状态,梳理了热控自主管理软件中多点控温功能、跟踪控温功能及热敏电阻故障处理功能的测试需求,提出了基于总线故障注入的热控自主管理软件测试方案。该方案通过将故障注入设备接入卫星数据总线的方式仿真总线遥测,验证热控自主管理软件处理结果的正确性。与现有基于热敏电阻等效器的测试方案相比,该方案能够在保证测试有效性的同时简化所需地面测试设备及电缆,提升工作效率。文章给出了测试方案步骤,可为卫星自主管理软件测试提供参考。

关键词：卫星地面测试热控自主管理软件故障注入

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多波束波导的欧拉角转正研究

航天器工程 2024年第2期33卷 70-75页

作者：王东黄涛任健曲希亭李成中国空间技术研究院西安分院西安710100

多波束波导设计受布局空间、卫星总装及美观整齐等因素约束大,一般为多层多列排布形式,走向与卫星舱板平行,多波束天线作为多波束波导起始端口,通常与卫星舱板存在多个角度,波导端口转正,成为波导布局工作的难题。文章在平面旋转和三维... 详细信息

多波束波导设计受布局空间、卫星总装及美观整齐等因素约束大,一般为多层多列排布形式,走向与卫星舱板平行,多波束天线作为多波束波导起始端口,通常与卫星舱板存在多个角度,波导端口转正,成为波导布局工作的难题。文章在平面旋转和三维旋转原理的基础上,提出用欧拉角描述多波束波导端口转正问题,采用欧拉角内旋定义波导端口转正过程,找到了一种旋转顺序,即沿ZYX轴顺序旋转,将偏航角、俯仰角和横摆角对应为特定角度的弯波导和扭波导。波导根据既定顺序连接后,波导输出端口与舱板为平行关系,解决了多波束波导端口转正问题,为多波束波导的设计奠定了基础。该方法的正确性在高通量卫星上得到了验证,对采用多波束方案的高通量卫星的波导布局工作具有参考价值。

关键词：多波束波导欧拉角旋转高通量卫星

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手机直连卫星系统发展及关键技术综述

航天器工程 2024年第4期33卷 117-123页

作者：鲍莉娜张千周俊伟赵梓琪李丽楠中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

手机直连卫星系统即在商业移动通信的智能手机上可以无缝隙、用户无感地在地面移动通信网与卫星通信网自动切换的卫星通信系统,对航天技术和信息产业的创新发展具有巨大带动性。文章基于存量手机直连、定制手机直连、未来天地融合通信... 详细信息

手机直连卫星系统即在商业移动通信的智能手机上可以无缝隙、用户无感地在地面移动通信网与卫星通信网自动切换的卫星通信系统,对航天技术和信息产业的创新发展具有巨大带动性。文章基于存量手机直连、定制手机直连、未来天地融合通信标准模式手机直连等3种不同发展路线系统总结了国内外手机直连卫星系统的发展现状,从卫星研制方角度梳理分析手机直连卫星涉及的通信系统、卫星总体与有效载荷等关键技术,提出对手机直连卫星系统建设和技术研究的建议,可以为我国开展手机直连卫星系统建设提供参考。

关键词：手机直连卫星太空移动星链卫星通信系统有效载荷

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基于软件无线电的通信卫星柔性测试技术

航天器工程 2024年第3期33卷 129-134页

作者：侯国帅黎明柴源刘博远倪睿孙华鑫中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对通信卫星有效载荷地面测试系统专用化程度高、人员操作性差、软件兼容性低、迭代更新成本高的问题,文章提出一种基于软件无线电的卫星柔性测试技术,发挥软件无线电支持高级语言编程和灵活程度高的特点,将不同通信卫星有效载荷体制... 详细信息

针对通信卫星有效载荷地面测试系统专用化程度高、人员操作性差、软件兼容性低、迭代更新成本高的问题,文章提出一种基于软件无线电的卫星柔性测试技术,发挥软件无线电支持高级语言编程和灵活程度高的特点,将不同通信卫星有效载荷体制以软件自定义实现的方式统型到通用的硬件平台,设计可用于各型通信卫星有效载荷测试的通用化地面测试设备,实现卫星有效载荷测试技术经济一体化。经在卫星移动通信载荷和航空监视载荷中实际测试验证,结果表明:基于软件无线电的卫星柔性测试设备满足通信卫星有效载荷的测试需求,可为软件无线电技术在卫星测试领域的探索和应用提供参考。

关键词：通信卫星测试系统软件无线电柔性测试技术

星间时间传递亚ps传播时延与不连续测量Allan方差的修正

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天文学报 2024年第4期65卷 87-98页

作者：何克亮贺玉玲王国永中国空间技术研究院西安分院西安710100

星间信号非对称传播路径引起卫星接收信号时刻发生非相等延迟,需要在时间传递钟差解算过程中予以精确修正.通过分析钟差观测方法,对卫星运动引起的非对称传播时延进行归算,应用时间传递函数方法分项评估相对论性光线偏折引起的传播时延... 详细信息

星间信号非对称传播路径引起卫星接收信号时刻发生非相等延迟,需要在时间传递钟差解算过程中予以精确修正.通过分析钟差观测方法,对卫星运动引起的非对称传播时延进行归算,应用时间传递函数方法分项评估相对论性光线偏折引起的传播时延以及评估时延修正残差的附加稳定度,在当前定轨条件下传播时延修正精度可达亚ps量级.针对星间时频比对数据缺失的影响,拓展了Allan方差的自相关函数表示,提出采用统计方法分别计算不同幂律噪声的稳定度修正系数,分析了比对数据缺失对不同幂律噪声稳定度计算的影响.总体上提出一种星间时频比对传播时延与不连续测量Allan方差修正的系统性方法,可用于ps级星间时间传递的钟差修正.

关键词：时间:时间比对传播时延参考系:原子时方法:统计

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数据驱动的多星任务网络预测调度算法

控制与决策 2024年第3期39卷 749-758页

作者：程绪金崔楷欣张磊刘伟史大威北京理工大学自动化学院北京100081 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

多星任务调度是具有NP-hard特性的优化问题,随着卫星资源规模和任务需求规模的双重增长,传统调度方法求解效率不高.在轨卫星在常年运行过程中积累了丰富的调度数据.针对大规模多星任务调度场景,建立多星多波束任务调度模型,并提出数据... 详细信息

多星任务调度是具有NP-hard特性的优化问题,随着卫星资源规模和任务需求规模的双重增长,传统调度方法求解效率不高.在轨卫星在常年运行过程中积累了丰富的调度数据.针对大规模多星任务调度场景,建立多星多波束任务调度模型,并提出数据驱动的多星任务网络预测调度算法对其求解.以分割的思想,实现多星场景下任务可调度性预测.从历史调度数据中,提取设定的3个静态特征和5个动态特征,构建并训练预测网络,预测任务被不同卫星完成的概率,并以冲突避免、负载均衡等为原则,得到初始任务和资源卫星的分配方案.进一步设计双链结构的进化算法,以双链编码形式表征上述关系,配合设计的交叉、修复等进化算子,优化初始方案中的任务序列与资源分配关系,输出最终任务调度方案.仿真结果表明,与改进蚁群算法、混合遗传算法和数据驱动并行调度算法相比,所提出算法在运行时间、方案收益和卫星负载均衡3方面均有较好的表现.

关键词：数据驱动多星任务调度任务可调度性预测网络双链进化算法

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基于窄带高分辨特征的锥体目标参数估计方法

电子测量技术 2024年

作者：韩勋郑佳冯鑫匡银文伟中国空间技术研究院西安分院

参数估计是空间锥体目标识别的重要组成部分。针对现有基于宽带雷达的估计算法对雷达系统要求较高的问题，该文提出了一种利用窄带雷达提取目标高分辨特征并完成参数估计的方法。首先分析了窄带观测下进动目标回波调制特性，结合其所包... 详细信息

参数估计是空间锥体目标识别的重要组成部分。针对现有基于宽带雷达的估计算法对雷达系统要求较高的问题，该文提出了一种利用窄带雷达提取目标高分辨特征并完成参数估计的方法。首先分析了窄带观测下进动目标回波调制特性，结合其所包含散射中心微多普勒频率与相位信息变化完成了伪距离像序列的提取，并利用所得伪距离像序列对目标微动与结构参数进行估计，最后基于二级剔除结构选出了正确的估计结果。使用电磁数据的仿真实验验证了算法的有效性。

关键词：微多普勒窄带雷达锥体目标高分辨特征参数估计