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海洋卫星星地链路时间窗口快速计算方法

航天器工程 2024年第2期33卷 55-61页

作者：刁宁辉吴奎桥车志胜郭振宇自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 国家卫星海洋应用中心北京100081

针对现有计算海洋卫星星地链路时间窗口方法存在的计算效率低或结果精度低的问题,文章提出了一种基于轨道过滤的星地链路时间窗口快速计算方法。该方法通过快速过滤掉任务周期内不可能进入地面对卫星可视范围的轨道弧段,来计算剩余弧段... 详细信息

针对现有计算海洋卫星星地链路时间窗口方法存在的计算效率低或结果精度低的问题,文章提出了一种基于轨道过滤的星地链路时间窗口快速计算方法。该方法通过快速过滤掉任务周期内不可能进入地面对卫星可视范围的轨道弧段,来计算剩余弧段的星地链路时间窗口。在保证高精度计算结果的同时,避免了冗余计算,提升了计算效率。经专业仿真软件验证,结果表明:该方法的星地链路时间窗口计算精度为毫秒量级,计算效率提高了99.4%,可以有效解决传统方法计算效率和结果精度无法兼顾的问题,可应用于数传资源调度和任务规划等航天任务中。

关键词：海洋卫星星地链路时间窗口边界条件轨道过滤

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载荷数据和对日导引律修正星敏安装矩阵算法

航空学报 2024年第13期45卷 322-334页

作者：陈炳龙王磊刘帮周衡中国科学院微小卫星创新研究院上海201306

先进天基太阳天文台卫星(ASO-S)主要任务是对日观测。为实现高精度高稳定度需求,卫星采用星敏感器(STR)和光纤陀螺的扩展卡尔曼滤波算法进行姿态确定。在轨因受到地气光影响,卫星装配的3台STR交替有效。为了减弱装配测量偏差引起定姿使... 详细信息

先进天基太阳天文台卫星(ASO-S)主要任务是对日观测。为实现高精度高稳定度需求,卫星采用星敏感器(STR)和光纤陀螺的扩展卡尔曼滤波算法进行姿态确定。在轨因受到地气光影响,卫星装配的3台STR交替有效。为了减弱装配测量偏差引起定姿使用星敏切换时的姿态指向控制误差,需统一3台STR的测量基准。同时,修正STR相对载荷测量基准的偏差,提高卫星对日指向控制精度。ASO-S载荷之一的白光太阳望远镜(WST)入轨后即可开机测量太阳全日面图像,经图像处理后得到太阳中心二维指向偏差角。同时,另一载荷太阳导行镜(SGT)可直接测量太阳中心二维指向偏差角。结合载荷对日观测数据和卫星对日指向控制导引律,提出一种星载STR安装矩阵在轨修正算法。通过仿真验证了STR安装矩阵修正算法的正确性,与仿真中星敏模型的安装矩阵相比,使用10幅WST全日面图像计算STR安装矩阵的精度优于3″;利用300 s SGT数据计算STR安装矩阵的精度优于0.2″。以ASO-S在轨遥测数据进行算法验证,卫星对日指向控制偏差与SGT测量太阳中心偏差角间的偏差值优于15″,将STR相对SGT的装配测量精度提高了1.5倍。

关键词：高精度高稳定度二维指向偏差角太阳导行镜导引律安装矩阵

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基于MBSE的卫星能源系统设计与验证

系统工程与电子技术 2024年

作者：朱景璐朱野李立郑轲上海微小卫星工程中心中国科学院微小卫星创新研究院

卫星的能源分系统设计和验证是卫星设计的关键环节。能源分系统具有高安全和高可靠的要求，其设计与卫星轨道、光照、工作模式等多重因素耦合，为实现系统最优设计需要通过仿真等手段完成多次设计迭代。能源分系统包含机构、热、供电、... 详细信息

卫星的能源分系统设计和验证是卫星设计的关键环节。能源分系统具有高安全和高可靠的要求，其设计与卫星轨道、光照、工作模式等多重因素耦合，为实现系统最优设计需要通过仿真等手段完成多次设计迭代。能源分系统包含机构、热、供电、储能、控制等多种组成部分，具有多学科交叉、设计优化复杂度高的特点，使用传统的方法难以实现能源分系统的多学科关联设计。为此，应用基于模型的系统工程（model-based system engineering，MBSE）方法，通过模型实现能源分系统多耦合、多产品、高安全系统的显式一体化表达，围绕需求展开多个功能、性能点的设计、验证与优化。结果表明，通过该方法构建的设计验证一体的能源设计模型可对系统需求做精细化分析，进而进行功能和结构设计，实现优化的系统性能指标设计，并完成对需求的闭环和验证，在工程中具有高效、明确的应用价值。

关键词： MBSE 卫星能源系统需求分析架构设计

黑河中游农作物MODIS叶面积指数产品时间序列精度验证与变化特征分析

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遥感学报 2024年第2期28卷 359-374页

作者：王丹彤屈永华北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心/地理科学学部遥感与工程研究院北京100875

叶面积指数LAI (Leaf Area Index)是表征植被生长状态的一个重要的冠层结构参数。MODIS LAI产品是全球常用的遥感LAI产品之一。然而,由于地表异质性、数据质量、模型精度等多方面的差异,MODIS LAI产品质量各有不同。基于无线传感器网络... 详细信息

叶面积指数LAI (Leaf Area Index)是表征植被生长状态的一个重要的冠层结构参数。MODIS LAI产品是全球常用的遥感LAI产品之一。然而,由于地表异质性、数据质量、模型精度等多方面的差异,MODIS LAI产品质量各有不同。基于无线传感器网络的LAINet仪器可以自动获取时间频率更密集的LAI实测数据,为验证卫星遥感LAI产品质量提供了有力支持。本文基于2018年和2019年黑河中游时间序列地面实测LAI数据与高空间分辨率卫星遥感植被指数数据,建立经验回归模型。将该模型反演高空间分辨率卫星遥感LAI作为参考LAI真值,对MODIS LAI产品进行了精度验证与稳定性评价,分析了MODIS LAI与LAINet地面测量的差异原因。结果表明:与Landsat 8参考真值相比,MODIS LAI生长季的质量(RMSE_(2018)=1.17,RMSE_(2019)=1.14)优于衰落季(RMSE_(2018)=1.39,RMSE_(2019)=1.84),MODIS LAI总体低估,尤其是生长季后期。时间序列上,MODIS LAI产品能够刻画植被生长和凋落的季节特征,但生长前期波动性要强于后期。与LAINet观测方式的差异是MODIS LAI低估的主要原因,即遥感传感器从太空平台向下观测,LAI值在生长季后期受到叶绿素降低的影响,而LAINet仪器从冠层下向上观测,主要受到冠层间隙率的影响,因此对叶片内色素变化不敏感。对MODIS LAI产品的精度验证与稳定性评价结果表明,可以利用地面实测数据和卫星遥感数据反演时间序列LAI,但是,在使用类似玉米作物的生长季后期数据的时候,需要考虑到MODIS LAI与LAINet LAI观测对象与算法原理的差异。本研究可为MODIS LAI产品的使用者和算法研究者提供参考。

关键词： MODIS 叶面积指数 LAINet 精度验证稳定性评价

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寒旱区内陆河流域碳通量年际变化控制机制

地球科学 2024年第5期49卷 1907-1919页

作者：王同红王旭峰张松林谭俊磊张阳任志国白雪洁西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院黑河遥感试验研究站甘肃兰州730000

为了解寒旱区内陆河流域碳通量的年际变化及其控制机制,使用涡度相关技术和气象观测系统同步对黑河流域典型生态系统(草地、农田、湿地、荒漠、森林)的碳通量和气象环境要素进行了长期定位观测.分析观测数据显示:黑河流域内农田(玉米)... 详细信息

为了解寒旱区内陆河流域碳通量的年际变化及其控制机制,使用涡度相关技术和气象观测系统同步对黑河流域典型生态系统(草地、农田、湿地、荒漠、森林)的碳通量和气象环境要素进行了长期定位观测.分析观测数据显示:黑河流域内农田(玉米)生长季净生态系统生产力(NEP)与总初级生产力(GPP)最大(729.81 g C/m^(2)/a与1184.60 g C/m^(2)/a),戈壁荒漠最小(94.18 g C/m^(2)/a与134.97 g C/m^(2)/a);湿地生长季生态系统呼吸(Reco)最大(460.22 g C/m^(2)/a),戈壁荒漠最小(41.18 g C/m^(2)/a).黑河上游高寒生态系统温度对NEP、GPP和Reco年际变化的解释度明显高于黑河中下游干旱生态系统,而上游高寒生态系统土壤水分对NEP、GPP和Reco年际变化的解释度低于中下游干旱生态系统.在上游的高寒生态系统中,各站点间温度与NEP、GPP和Reco为正相关,而在中下游则为负相关.浅层土壤水分在黑河流域内高寒区和干旱区均与生态系统的NEP、GPP和Reco为正相关,上游高寒区浅层土壤水分与NEP、GPP和Reco的相关性要高于深层土壤水分,而中下游干旱区则是深层土壤水分与NEP、GPP和Reco的相关性更高.

关键词：碳黑河流域总初级生产力净生态系统生产力生态系统环境地质

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面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制

通信学报 2024年第7期45卷 1-9页

作者：徐晓帆章跃跃曹馨悦缪馨燕锋杜平上海卫星互联网研究院有限公司上海200120 卫星互联网全国重点实验室上海200120 上海市卫星互联网重点实验室上海200120 东南大学移动通信全国重点实验室江苏南京210018

针对巨型星座单星任务的时变性以及由此产生的负载过重、单节点脆弱性以及网络控制平面的高可靠性需求,研究面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制,提出了一种基于北斗网格位置码的多层多域拓扑描述模型。首先给出了域、层、片、元相... 详细信息

针对巨型星座单星任务的时变性以及由此产生的负载过重、单节点脆弱性以及网络控制平面的高可靠性需求,研究面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制,提出了一种基于北斗网格位置码的多层多域拓扑描述模型。首先给出了域、层、片、元相关概念及其定义,以实现对卫星节点和星间链路的拓扑特征的统一表征,刻画卫星节点的连通状态以及整个星座的网络拓扑结构;然后设计了一套以在轨控制器为核心、以地面网络控制为辅助的拓扑控制架构,用于提供常态化运行服务保障;最后通过仿真平台对巨型星座子域划分和统一表征进行了验证分析。仿真结果表明,所提拓扑描述模型能够提高巨型星座卫星网络拓扑控制过程的实时性与准确率。

关键词：巨型星座多层多域北斗网格位置码网络拓扑控制

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以太阳为射电源直接测量天线G／T

中国空间科学技术 1995年第1期15卷 60-66页

作者：路丕业赵维元中国遥感卫星地面站

介绍以太阳为射电源，直接测量扩充后中国陆地卫星地面接收站，３个数据通道天线的Ｇ／Ｔ性能．对固定通道，测量了Ｌａｎｄｓａｔ—５下行频率的Ｇ／Ｔ～α（天线俯仰角）性能曲线；对可变通道，在α＝５°、３０°时，测量了Ｌａｎｄ... 详细信息

介绍以太阳为射电源，直接测量扩充后中国陆地卫星地面接收站，３个数据通道天线的Ｇ／Ｔ性能．对固定通道，测量了Ｌａｎｄｓａｔ—５下行频率的Ｇ／Ｔ～α（天线俯仰角）性能曲线；对可变通道，在α＝５°、３０°时，测量了Ｌａｎｄｓａｔ—６、ＪＥＲＳ—１、ＥＲＳ—１、ＳＰＯＴ卫星、ＺＹ—１卫星下行频率的Ｇ／Ｔ性能，以及可变通道的Ｇ／Ｔ～ｆ性能曲线，最后进行了误差分析．

关键词：增益噪声温度比测量误差分析卫星地面站天线射电源太阳

基于边缘计算的卫星地面站天线群因子自适应模糊PID控制系统

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天地一体化信息网络 2023年第1期4卷 98-102页

作者：单海滨石艳军刘子菁李源鸿赵文化何沐全李楚洲广州气象卫星地面站广东广州510640

卫星地面接收站的天线跟踪控制系统一般采用PID控制。针对该类系统由于受到多种不确定性因素影响,难以获得最优的控制参数,造成PID控制的效果不够理想的问题,设计基于边缘计算的自适应模糊PID天线跟踪控制系统,通过模糊控制算法及时调整... 详细信息

卫星地面接收站的天线跟踪控制系统一般采用PID控制。针对该类系统由于受到多种不确定性因素影响,难以获得最优的控制参数,造成PID控制的效果不够理想的问题,设计基于边缘计算的自适应模糊PID天线跟踪控制系统,通过模糊控制算法及时调整PID控制器的参数,并在边缘计算服务器中实现对模糊控制输入和输出的论域的优化计算。模拟运行结果表明,基于边缘计算的自适应模糊PID天线跟踪控制系统可以达到良好的控制效果。

关键词：边缘计算天线跟踪控制模糊自整定PID

1950—2019年费尔干纳盆地降水时空变化及其影响机制

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沙漠与绿洲气象 2024年

作者：李璐胡茂赵晓恩张合理冯志敏姜力陈文广新疆油田公司生产运行处乌鲁木齐气象卫星地面站西南联合研究生院新疆维吾尔自治区气象台新疆油田公司数据公司云南大学国际河流与生态安全研究院云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所/新疆树木年轮生态实验室/中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室

基于1950—2019年费尔干纳盆地降水格点数据，利用线性回归法和经验正交函数（EOF）分析等方法，探究了费尔干纳盆地降水年际变化的影响因素及其空间分布模态，并研究了降水时空变化后的大尺度环流影响因素。结果显示：（1）1950—2019... 详细信息

基于1950—2019年费尔干纳盆地降水格点数据，利用线性回归法和经验正交函数（EOF）分析等方法，探究了费尔干纳盆地降水年际变化的影响因素及其空间分布模态，并研究了降水时空变化后的大尺度环流影响因素。结果显示：（1）1950—2019年，费尔干纳盆地降水总体呈下降趋势，为-2.20 mm/10 a，但并未通过显著性检验，同时对单个月份的降水进行检验也都未发现明显趋势。（2）费尔干纳盆地降水的主要模态有两个，解释了全区降水变化的70.52%，第一模态解释了全区降水变化的59.90%，空间向量场呈现全区一致型，表征研究区整体的降水变化情况，受到ENSO和西风带的影响；第二模态解释了全区降水变化的10.62%，空间向量场表现出从西北到东南的空间反相模态，表征研究区降水空间异质性，受到欧亚大陆北部输送的水汽影响。（3）厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）事件通过调整水汽输送路径和季风环流模式影响了费尔干纳盆地的降水变化；来自欧亚大陆北部的气流是造成费尔干纳盆地降水空间格局差异的主要原因。

关键词：费尔干纳盆地降水时空变化大气环流