云层对卫星遥感大气CO的影响与修正方法研究

研究云层对卫星遥感大气CO精度的影响,并以SCIAMACHY观测为例,详细论述一种云层影响的修正方法。修正过程中,采用朗伯云模型,全面考虑云层覆盖率、云顶高度和地面反射率的影响。将云层影响修正前后的卫星CO反演结果与地基FTIR测量值进行对比,发现修正云层影响后,两者的测量相关性明显提高。实验结果表明,提出的云层影响修正方法可明显提高卫星遥感大气CO的精度。     

星上电缆自动导通绝缘测试仪的设计与开发

星上电缆在航天器系统工程中起到了传递能量和信息的关键作用,并且其上天后具有不可修复性,这就决定了它在电性能检测方面必须做到高质量与高可靠。本文针对传统人工方式进行导通绝缘测试时工作强度大、检测效率低下和可信度低等缺点,设计并开发了一种星上电缆自动导通绝缘测试仪。该仪器基于模块化设计的思想采用中央控制器对各个模块单元进行控制来分别实现测试通道自动切换、测试电压的供给、星上电缆导通绝缘电阻的数据采集、通讯、存储和显示。实践结果表明,星上电缆自动导通绝缘测试仪一方面可以提高电缆导通绝缘测试的可靠性,增强质量控制;另一方面,可以提高效率,节省生产周期,降低劳动强度。     

基于USB的卫星通用化地面测试软件的设计

本文将软件工程中的组件技术引入卫星测试领域,提出了利用测试功能组件构建通用化测试软件的设计思路。首先,对现有卫星型号的地面测试任务做共性研究;其次,总结通用化测试软件的研制需求;然后,进行软件概要设计和详细设计;最后,软件实现。经验证,本文提出的基于USB接口的卫星通用化地面测试软件,通用性强,能较好的满足多个分系统单机设备的测试要求。     

Analytical solutions for dynamics of dual-spin spacecraft and gyrostat-satellites under magnetic attitude control in omega-regimes

The attitude dynamics of a dual-spin spacecraft (a gyrostat with one rotor) with magnetic actuators attitude control is considered in the constant external magnetic field at the presence of the spacecraft’s own magnetic dipole moment, which is created proportionally to the angular velocity components (this motion regime can be called as “the omega-regime” or “the omega-maneuver”). The research of the dual-spin spacecraft angular motion under the action of the magnetic restoring torque is fulfilled in the generalized formulation close to the classical mechanics’ task of the heavy body/gyrostat motion in the Lagrange top. Analytical exact solutions of differential equations of the motion are obtained for all parameters in terms of elliptic integrals and the Jacobi functions. New obtained analytical solutions can be classified as results developing the classical fundamental problem of the rigid body and gyrostat motion around the fixed point. The technical application of the omega-regime to the angular reorientation of the spacecraft longitudinal axis along the angular momentum vector is considered.     

The influence of space irradiated PIN photodetector on BER in satellite laser communication system

By analyzing the radiation dose on PIN photodetectors in space radiation environment, the variation of photocurrent and dark current after radiation is obtained. On the basis, the bit error rate of satellite laser communication based on space radiation dose of PIN photodetectors is established. According to simulation, when radiation dose is about 1.6 × 10³ Gy and 7 × 10⁴ Gy, bit error rate reaches 10⁻⁶ induced by 50 MeV and 10 MeV protons separately; and when radiation dose is within the range of 5 × 10 Gy–6 × 10⁵ Gy, electrons and gamma-ray irradiation also cause increase in bit error rate to 10⁻⁶. The principle of damage dose on bit error rate is investigated, and the influence of decision threshold on bit error rate is further discussed. The result shows that when radiation dose is 1 MGy, if decision threshold is increased from 4.3 × 10⁻⁷ A to 5.5 × 10⁻⁷ A, bit error rate will decrease about 4 orders of magnitude. Hence, a proper decision threshold can improve system bit error rate efficiently.     

水下平台对卫星上行激光通信研究

在合理选择通信系统参量和通信信道参量的基础上,利用Monte Carlo方法模拟了卫星接收到的水下平台上行激光通信信号.分析了卫星接收信号的空间和时间分布特性,以及与望远镜接收视场角的关系,并计算了接收信号的信噪比,得出了3°望远镜视场角和15 μs信号积分时间的优化参量.基于计算结果,根据激光脉冲的PPM调制方式和最大似然检测方法,计算了系统的通信误码率,同时分析了海气界面、云等传输介质对通信的影响.研究结果表明:根据文中给定通信系统参量,在典型海水、海气界面、云等环境条件下,卫星与激光信号中心水平距离5 km范围内信号误码率<10－4.因此位于水下60 m的水下平台可能实现对卫星上行激光通信.     

卫星激光通信滤光膜的研制

为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求,采用电子束和离子辅助沉积技术,制备了532 nm、632 nm和1 064 nm波长处高反射,808 nm和1 550 nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H₄和SiO₂作为高低折射率材料,通过对膜系设计曲线的不断优化,减少了灵敏层的个数,得到了相对易于制备的膜系结构;采用电子束加热蒸发方法并加以离子辅助沉积系统制备薄膜, 采用光控与晶控同时监控的方法控制膜厚;通过不断调整工艺,提高了薄膜的抗激光损伤能力,减小了膜厚控制误差,提高了透射波段的透过率及反射波段的反射率,最终得到了光谱性能较好的滤光膜.该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求.     

卫星激光通信滤光膜的研制

为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求,采用电子束和离子辅助沉积技术,制备了532nm、632nm和1 064nm波长处高反射,808nm和1 550nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H4和SiO2作为高低折射率材料,通过对膜系设计曲线的不断优化,减少了灵敏层的个数,得到了相对易于制备的膜系结构;采用电子束加热蒸发方法并加以离子辅助沉积系统制备薄膜,采用光控与晶控同时监控的方法控制膜厚;通过不断调整工艺,提高了薄膜的抗激光损伤能力,减小了膜厚控制误差,提高了透射波段的透过率及反射波段的反射率,最终得到了光谱性能较好的滤光膜.该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求.     

卫星激光通信发展现状与趋势分析(特邀)

卫星激光通信凭借其宽带宽以及无电磁频谱约束等特点,成为解决卫星微波通信带宽瓶颈和缓减卫星频谱资源紧张,实现卫星高速通信的有效手段。本文介绍了卫星激光通信的系统组成及特点,分析了国内外卫星激光通信技术领域的发展脉络、最新研究进展和未来发展规划。结合未来空间网络与深空探测需求,从高速化、深空化、集成化、网络化、全光化五个方面总结了未来发展趋势,并对未来涉及的关键技术进行了讨论,为我国卫星激光通信技术研究提供借鉴和参考。     

激光测距卫星的点扩展函数研究

本文将非相干成象系统的点扩展函数概念引入到激光测距系统,详细推导出激光测距卫星的点扩展函数的基本形式,并分别计算了Lageos和ERS卫星的点扩展函数以及脉冲和点扩展函数作用后的强度分布,取得了非常好的结果.