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遥感卫星在侧视和偏航导引模式下太阳帆板光照角变化分析
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作者 白勇 姜婷婷 +2 位作者 李瑞琴 康永鹏 仲兆宇 《现代电子技术》 北大核心 2024年第7期145-149,共5页
遥感卫星通常工作在太阳同步轨道,姿态控制较为复杂。卫星可采用姿态侧视来扩大成像载荷探测范围,并通过姿态偏航导引来消除或补偿成像畸变。上面两种模式的姿态机动对太阳帆板光照角产生了较大影响,使得卫星一年当中不同时段太阳电池... 遥感卫星通常工作在太阳同步轨道,姿态控制较为复杂。卫星可采用姿态侧视来扩大成像载荷探测范围,并通过姿态偏航导引来消除或补偿成像畸变。上面两种模式的姿态机动对太阳帆板光照角产生了较大影响,使得卫星一年当中不同时段太阳电池阵光照角差异很大,这对卫星电源系统设计有很大影响。文中通过分解卫星姿态和帆板安装位置影响因素,分析二者的影响,并利用坐标矩阵转换将光线矢量和帆板法线映射到同一坐标系下进行解算,从而得到光照角关系式。经过仿真验证该计算方法对光照角分析的有效性。 展开更多
关键词 遥感卫星 光照角 侧视 偏航导引 成像畸变 太阳帆板光照角
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北斗IGSO卫星姿态零偏航状态下精密定轨 被引量:4
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作者 郭睿 周建华 +4 位作者 胡小工 李晓杰 刘利 周善石 吴杉 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第B12期18-27,共10页
考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰... 考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰减非常明显,致使重点地区系统服务平均可用性降低2%,其他地区降低4%,系统服务性能受到严重挑战。针对该问题,本文提出了钟差约束条件下的零偏状态定轨方案,设计了详细的钟差应用策略、系统差控制策略和力学模型误差补偿策略,解决了IGSO卫星零偏期间精密定轨问题,实现了动偏转零偏、零偏转动偏两个状态变化前后卫星轨道产品的"无缝衔接",导航服务未中断,卫星空间信号精度保持了连续和稳定。实测数据的试验结果表明:①C06卫星的UERE由2.95m提高为1.22m,C09卫星的UERE由6.29m提高为1.54m;②C06和C09卫星UERE小于2.5m概率分别由59.87%和35.04%提高为94.85%和88.49%,UERE小于5m概率分别由92.10%和71.67%提高为99.98%和99.43%。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 IGSO卫星 零偏航 卫星姿态 双向频率传递
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星载合成孔径雷达系统偏航控制的精确计算 被引量:3
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作者 王国华 孙进平 +1 位作者 袁运能 毛士艺 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1569-1572,共4页
该文详细推导了星载合成孔径雷达系统中偏航控制角的精确计算公式;由于推导过程中卫星轨道采用了标准的椭圆轨道模型和地球的椭球体模型,从而解决了传统的近似计算方法所带来的残余偏差较大的问题。所得结果普遍适用于不同轨道和雷达参... 该文详细推导了星载合成孔径雷达系统中偏航控制角的精确计算公式;由于推导过程中卫星轨道采用了标准的椭圆轨道模型和地球的椭球体模型,从而解决了传统的近似计算方法所带来的残余偏差较大的问题。所得结果普遍适用于不同轨道和雷达参数的星载合成孔径雷达系统。文中同时给出了一种快速的近似计算方法,最后给出了采用TerraSAR-X系统参数时的仿真计算结果。利用该文提出的计算方法,采用偏航控制的多普勒中心校正误差可以达到0.01Hz量级,从而实现了偏航控制的精确计算。 展开更多
关键词 星载合成孔径雷达 多普勒中心 偏航控制
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IGSO姿态控制模式切换期间定轨策略研究 被引量:18
4
作者 毛悦 宋小勇 +2 位作者 王维 贾小林 吴显兵 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1352-1356,共5页
我国卫星导航系统IGSO卫星采用动态偏航与零偏航两种姿态控制模式,在太阳矢量与轨道面夹角较小时,采用零偏航。卫星姿态控制模式的切换造成了卫星所受光压力的变化。当处理包含动偏/零偏切换点的数据弧段时,由于卫星精密轨道确定策略及... 我国卫星导航系统IGSO卫星采用动态偏航与零偏航两种姿态控制模式,在太阳矢量与轨道面夹角较小时,采用零偏航。卫星姿态控制模式的切换造成了卫星所受光压力的变化。当处理包含动偏/零偏切换点的数据弧段时,由于卫星精密轨道确定策略及光压模型的不适应,无法用一组光压参数拟合两种状态,造成定轨精度下降。本文提出了利用分段线性模型描述太阳光压的定轨策略,可将定轨重叠弧段URE精度提高75%。解算的光压参数能够反映出两种状态的差异,是解决姿态转换期间轨道确定的有效方法。 展开更多
关键词 IGSO 动态偏航 零偏航 姿态控制 轨道确定
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北斗IGSO/MEO卫星姿态控制及光压差异分析 被引量:15
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作者 毛悦 宋小勇 +2 位作者 王维 贾小林 吴显兵 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2015年第8期129-134,共6页
为规避GPS等国外卫星导航系统动态偏航姿态控制模式中的地影机动以及正午和午夜机动,北斗IGSO/MEO卫星采用了动态偏航和零偏航两种姿态控制模式。针对姿态控制模式引起的卫星本体、帆板受照及光压力的变化对定轨、定位解算造成的影响,... 为规避GPS等国外卫星导航系统动态偏航姿态控制模式中的地影机动以及正午和午夜机动,北斗IGSO/MEO卫星采用了动态偏航和零偏航两种姿态控制模式。针对姿态控制模式引起的卫星本体、帆板受照及光压力的变化对定轨、定位解算造成的影响,该文通过对卫星姿态及受照的分析,查找由于姿态变化所造成的卫星光压摄动力变化的转换点,指出引起动偏、零偏下卫星光压摄动力差异的主要因素是零偏下入射太阳光线与太阳帆板不垂直,存在小角度夹角;两种姿态控制模式下光压摄动力的差异量级在10-8 m/s2。该研究成果可以为北斗卫星轨道确定提供技术支持。 展开更多
关键词 北斗 姿态控制 动态偏航 零偏航 太阳光压 IGSO MEO
原文传递
北斗卫星的姿态偏航控制模式及特点分析 被引量:5
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作者 李晓杰 刘晓萍 +2 位作者 辛洁 刘帅 陈建兵 《测绘地理信息》 2019年第5期69-72,共4页
卫星姿态模型和姿态偏航控制模式对于高精度的导航定位至关重要,北斗卫星采用3种姿态偏航控制模式,即动态偏置、零偏置和连续动偏。本文详细阐述了这3种姿控模式的特点、设置原因及差异。基于北斗卫星的数据进行试验分析,试验表明,当太... 卫星姿态模型和姿态偏航控制模式对于高精度的导航定位至关重要,北斗卫星采用3种姿态偏航控制模式,即动态偏置、零偏置和连续动偏。本文详细阐述了这3种姿控模式的特点、设置原因及差异。基于北斗卫星的数据进行试验分析,试验表明,当太阳高度角较大时,北斗卫星采用动偏姿控模式,当太阳高度角较小时,采用零偏或连续动偏姿控模式。连续动偏机动时间约30 min^1 h,零偏持续时间约为8~15 d。 展开更多
关键词 卫星姿态 动态偏置 零偏置 连续动态偏置 北斗卫星
原文传递
姿态和光压模型对北斗导航卫星精密定轨的影响分析 被引量:4
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作者 计国锋 杨志强 +1 位作者 贾小林 曾添 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第4期374-380,共7页
通过GPS/BDS双系统联合定轨给出北斗系统新老卫星的轨道精度变化特征,分析不同姿态控制模式对卫星精密定轨的影响及其原因;针对光压模型的不足,讨论两种改进的定轨策略对北斗系统精密定轨的适用性。结果表明,当太阳矢量与卫星轨道面的... 通过GPS/BDS双系统联合定轨给出北斗系统新老卫星的轨道精度变化特征,分析不同姿态控制模式对卫星精密定轨的影响及其原因;针对光压模型的不足,讨论两种改进的定轨策略对北斗系统精密定轨的适用性。结果表明,当太阳矢量与卫星轨道面的夹角小于4°时,采用动偏-零偏转换模式的IGSO/MEO卫星会有明显的轨道精度下降,而IGSO-6卫星的轨道精度变化较为平稳,没有明显的精度衰减;ECOM光压模型较适用于IGSO-6卫星,但不适用于其他卫星;两种改进的定轨策略都能在一定程度上提高北斗导航卫星精密定轨的精度,可为北斗系统精密定轨提供参考。 展开更多
关键词 精密定轨 动偏模式 零偏模式 太阳光压模型 IGSO-6卫星
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北斗卫星姿态偏航控制模式预报 被引量:2
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作者 李晓杰 孙伟杰 +3 位作者 董恩强 唐桂芬 刘帅 吴杉 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期6-11,共6页
针对精密定轨中需要精确获取不同姿态控制模式起止时间的问题,研究了北斗导航卫星不同姿态控制模式的预报方法。首先介绍了姿态控制模式的定义以及国内外导航卫星采用的姿控模式;然后利用矢量分析法研究分析了动偏、零偏与连续动偏控制... 针对精密定轨中需要精确获取不同姿态控制模式起止时间的问题,研究了北斗导航卫星不同姿态控制模式的预报方法。首先介绍了姿态控制模式的定义以及国内外导航卫星采用的姿控模式;然后利用矢量分析法研究分析了动偏、零偏与连续动偏控制及其预报方法,并编写了一套姿控模式预报程序;最后利用北斗卫星的实测数据进行了试验分析。结果表明:北斗姿态控制模式预报精度优于1 min;连续动偏机动持续约40 min,对卫星的有效观测弧段影响小于1 h。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 北斗卫星 姿态控制模式 零偏置 连续动态偏置
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北斗卫星姿态控制模式与卫星天线相位中心改正 被引量:1
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作者 毛悦 宋小勇 +1 位作者 贾小林 吴显兵 《测绘科学与工程》 2013年第5期19-23,共5页
为解决地影期间太阳敏感器无法正确感知太阳位置以及卫星姿态控制系统动量轮控制力矩较小等问题,北斗导航卫星采用了动偏、零偏两种姿态偏航控制模式。若在北斗卫星数据处理中采用类似GPS的纯动偏模式,将造成卫星天线相位中心及相位... 为解决地影期间太阳敏感器无法正确感知太阳位置以及卫星姿态控制系统动量轮控制力矩较小等问题,北斗导航卫星采用了动偏、零偏两种姿态偏航控制模式。若在北斗卫星数据处理中采用类似GPS的纯动偏模式,将造成卫星天线相位中心及相位缠绕改正量计算错误。本文研究了动偏、零偏控制模式下卫星姿态特性,并针对北斗三类卫星,对比了两种姿态控制模式中,卫星天线相位中心及相位缠绕改正差异,希望能对北斗系统的应用提供技术参考。 展开更多
关键词 北斗卫星 姿态控制 动态偏航 零偏航 相位中心 相位缠绕
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基于GNSS测量的天宫二号质心确定
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作者 金哲阳 王文彬 刘江凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期802-813,共12页
由于轨道机动燃料消耗,科学载荷加载、分离,以及伴飞小卫星在轨释放等原因引起天宫二号空间站质心(COM)发生位移,从而影响天宫二号的动力学质心定轨精度。针对这一问题,提出了基于全球导航卫星系统(GNSS)测量数据的简化动力学质心估计... 由于轨道机动燃料消耗,科学载荷加载、分离,以及伴飞小卫星在轨释放等原因引起天宫二号空间站质心(COM)发生位移,从而影响天宫二号的动力学质心定轨精度。针对这一问题,提出了基于全球导航卫星系统(GNSS)测量数据的简化动力学质心估计方法。燃料消耗是引起天宫二号质心发生位移的主要原因,质心在本体坐标系X轴方向位移最为显著。利用GNSS测量数据对天宫二号进行质心估计和精密定轨,在三轴对地稳定姿态下,本体坐标系X轴方向与轨道切向重合,定轨结果对本体坐标系X轴方向的质心位移并不敏感。但在连续偏航模式下,本体坐标系X轴在轨道法向上有较大分量,X轴方向的质心位移对基于GNSS测量计算的精密定轨结果有较大影响。定性和定量分析结果表明:偏航姿态模式下天宫二号本体坐标系X轴方向质心位移估计具有可行性。天宫二号实测数据计算结果表明:与未做质心估计的定轨结果进行对比,质心估计后表征轨道动力学建模误差的经验加速度补偿水平在轨道径向、切向和法向上分别降低62%、50%和65%;载波相位后验残差标准差降低0.04 cm;精密轨道与全球激光测距数据比较精度提高0.86 cm。所提方法可以应用于大型低轨航天器在轨质心估计。 展开更多
关键词 天宫二号 质心(COM)估计 偏航姿态模式 经验加速度 激光测距
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椭圆轨道全零多普勒导引律研究 被引量:6
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作者 张永俊 黄海风 +1 位作者 张永胜 梁甸农 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期937-940,共4页
星载合成孔径雷达(SAR)数据处理中,多普勒特性对于方位向性能以及成像精度都有直接的影响。基于轨道动力学理论,在椭圆轨道情况下,该文导出了同时考虑偏航控制和俯仰控制的多普勒中心频率解析表达式,分别分析了偏航控制和俯仰控制对多... 星载合成孔径雷达(SAR)数据处理中,多普勒特性对于方位向性能以及成像精度都有直接的影响。基于轨道动力学理论,在椭圆轨道情况下,该文导出了同时考虑偏航控制和俯仰控制的多普勒中心频率解析表达式,分别分析了偏航控制和俯仰控制对多普勒中心的影响,提出一种基于椭圆轨道的全零多普勒方法,并用TerraSAR-X轨道参数进行了数值仿真,仿真结果表明,使用该方法后,多普勒中心频率被减小到不超过5Hz,比传统的偏航导引方法缩小了约一百倍,比基于瞬时圆轨道的全零多普勒方法缩小了5倍,表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 全零多普勒导引 椭圆轨道 多普勒中心 偏航 俯仰
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State-of-art of Geosynchronous SAR 被引量:6
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作者 MAO Er-ke LONG Teng +2 位作者 ZENG Tao HU Cheng TIAN Ye 《信号处理》 CSCD 北大核心 2012年第4期451-462,共12页
Geosynchronous Earth Orbit Synthetic Aperture Radar(GEO SAR) runs in the height of 36000Km geosynchronous earth orbit,compared with traditional Low Earth Orbit(LEO) SAR(orbit height under 1000Km),GEO SAR has advantage... Geosynchronous Earth Orbit Synthetic Aperture Radar(GEO SAR) runs in the height of 36000Km geosynchronous earth orbit,compared with traditional Low Earth Orbit(LEO) SAR(orbit height under 1000Km),GEO SAR has advantages of shorter repeat period,wider swath and so on.Firstly,the basic principle and state-of-art of GEO SAR in domestic and overseas are introduced.Secondly,coverage characteristic of GEO SAR is analyzed.Thirdly,the key problems of yaw steering and imaging on curved trajectory in GEO SAR are discussed in detail,and the corresponding primary solutions are presented in order to promote future research on GEO SAR. 展开更多
关键词 雷达 地球 同步轨道 周期
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一种基于偏航导引的SAR卫星成像参数更新方法
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作者 陈焕然 盛磊 项海兵 《空天预警研究学报》 CSCD 2024年第4期253-257,共5页
为了解决低轨合成孔径雷达(SAR)卫星在开启偏航导引情况下缺乏参数计算方法的问题,从现有某卫星的实际任务规划需求出发,分析了升降轨、左右侧视等情况下偏航导引对目标可视情况的影响,提出了一种面向低轨道SAR卫星偏航导引更新成像参... 为了解决低轨合成孔径雷达(SAR)卫星在开启偏航导引情况下缺乏参数计算方法的问题,从现有某卫星的实际任务规划需求出发,分析了升降轨、左右侧视等情况下偏航导引对目标可视情况的影响,提出了一种面向低轨道SAR卫星偏航导引更新成像参数的计算方法,达到对指定目标位置准确成像的效果.仿真结果表明,地球自转引起的偏航对成像中心时刻和斜距影响较大. 展开更多
关键词 合成孔径雷达卫星 低轨道成像 偏航导引 精确定位
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椭圆轨道下雷达多普勒特性估计 被引量:4
14
作者 王睿 杨汝良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期107-111,共5页
在星载合成孔径雷达中,多普勒特性是决定雷达方位向性能的主要因素,对它的正确估计将影响到雷达的性能和最后成像的精度。该文以椭圆轨道为基础,对不同轨道角度下的多普勒中心频率和多普勒调频斜率进行了估计,考虑了卫星不同姿态误差对... 在星载合成孔径雷达中,多普勒特性是决定雷达方位向性能的主要因素,对它的正确估计将影响到雷达的性能和最后成像的精度。该文以椭圆轨道为基础,对不同轨道角度下的多普勒中心频率和多普勒调频斜率进行了估计,考虑了卫星不同姿态误差对它的影响,并也圆轨道下的情况进行了对比。最后讨论了椭圆轨道下零多普勒点的偏角情况。 展开更多
关键词 椭圆轨道 星载合成孔径雷达 方位向性能 多普勒频率 姿态误差 偏航控制 特性估计
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星载SAR姿态误差及偏航调整对多普勒特性的影响 被引量:3
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作者 曹鹏志 顾建政 +1 位作者 许荣庆 刘永坦 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期38-42,共5页
分析了卫星姿态、天线斜视角、地球旋转、目标高度等因素对星载合成孔径雷达(SAR)多普勒特性的影响,旨在研究测绘带上多普勒中心频率、多普勒调频斜率、零多普勒偏移、目标位置等星载SAR处理参数.在各种因素的影响下回波信号... 分析了卫星姿态、天线斜视角、地球旋转、目标高度等因素对星载合成孔径雷达(SAR)多普勒特性的影响,旨在研究测绘带上多普勒中心频率、多普勒调频斜率、零多普勒偏移、目标位置等星载SAR处理参数.在各种因素的影响下回波信号多普勒频率可能会变得很高,给方位聚焦处理带来很大的困难.通过C-SAR系统参数仿真计算了这些因素对多普勒特性的影响,证明了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 星载SAR 姿态误差 偏航调整 多普勒特性 SAR
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SAR卫星偏航导引补偿效果分析 被引量:4
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作者 孟云鹤 尹秋岩 戴金海 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期18-21,共4页
通过建立"SAR卫星—地球—目标点"几何模型,得到多普勒中心频率的精确值;简化模型,求得卫星的偏航导引规律;分析简化前后两模型,从而得出偏航导引的补偿效果。
关键词 几何模型 偏航导引规律 补偿效果 SAR卫星 多普勒中心频率
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分布式SAR卫星偏航控制及精度要求 被引量:4
17
作者 陈筠力 徐敏 朱杰 《航天器工程》 2008年第1期43-47,共5页
分布式SAR是一个复杂的协同工作编队多卫星系统,波束同步是实现干涉SAR的前提。针对分布式SAR卫星对偏航控制和波束同步要求的特点,文章对其两个重要参数多普勒中心频率fDC和多普勒中心频率差ΔfDC进行了详细分析,提出了沿迹基线的要求... 分布式SAR是一个复杂的协同工作编队多卫星系统,波束同步是实现干涉SAR的前提。针对分布式SAR卫星对偏航控制和波束同步要求的特点,文章对其两个重要参数多普勒中心频率fDC和多普勒中心频率差ΔfDC进行了详细分析,提出了沿迹基线的要求。利用偏航与俯仰联合控制来减小fDC,并提出了主、辅星采用相同的偏航控制角度、由相控阵天线实现波束同步的途径,以避免编队卫星面质比的差异。最后分析并得出了对姿态控制精度的要求。 展开更多
关键词 分布式SAR 波束同步 多普勒中心频率 偏航控制
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小SAR卫星偏航导引控制 被引量:3
18
作者 李连军 戴金海 《上海航天》 2004年第6期10-14,共5页
为消除近极低轨道小星载合成孔径雷达(SAR)参数偏移,基于姿态控制动力学模型,研究了偏航导引控制对滚动和俯仰通道动力学耦合的影响。理论分析和仿真试验的结果表明,其影响小于卫星所受的环境干扰力矩。在控制系统设计时,可视为干扰力... 为消除近极低轨道小星载合成孔径雷达(SAR)参数偏移,基于姿态控制动力学模型,研究了偏航导引控制对滚动和俯仰通道动力学耦合的影响。理论分析和仿真试验的结果表明,其影响小于卫星所受的环境干扰力矩。在控制系统设计时,可视为干扰力矩进行处理。 展开更多
关键词 星载合成孔径雷达 卫星姿态控制 偏航导引 干扰力矩
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斜装匀速对日驱动的卫星太阳电池阵入射角计算方法 被引量:2
19
作者 万向成 陆晴 刘佩东 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期38-44,共7页
某遥感卫星在轨长期工作时姿态处于斜飞状态,受总体构型布局约束,卫星双翼太阳电池阵相对星体倾斜安装;为降低对姿态稳定度的影响,太阳电池阵在轨采用匀速对日定向驱动的工作方式。针对上述特点,提出了一种太阳电池阵入射角的计算方法,... 某遥感卫星在轨长期工作时姿态处于斜飞状态,受总体构型布局约束,卫星双翼太阳电池阵相对星体倾斜安装;为降低对姿态稳定度的影响,太阳电池阵在轨采用匀速对日定向驱动的工作方式。针对上述特点,提出了一种太阳电池阵入射角的计算方法,考虑了卫星姿态斜飞、偏航导引、地球J_2项摄动、地影影响等因素,采用坐标变换方法,将太阳矢量和太阳电池阵法线矢量转换到同一坐标系下,计算两者方向余弦,进而得到太阳电池阵入射角。选取一年4个典型时间点给出了算例,计算结果与安装在卫星太阳翼上的模拟式太阳敏感器在轨实测结果进行了比较,验证了该计算方法的有效性和精度。 展开更多
关键词 遥感卫星 姿态斜飞 太阳电池阵 斜装 入射角 偏航导引 地影
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大角度月面异面动力上升制导策略研究 被引量:2
20
作者 李桃取 董长虹 王峰波 《航天控制》 CSCD 北大核心 2015年第2期32-38,共7页
针对月球探测器大角度异面动力上升入轨问题,提出了一种共面间接上升策略。该策略基于显式制导(E制导)律和轨道机动原理,经过共面动力上升、轨道滑翔2个过程和2次轨道机动,实现大角度异面上升。仿真结果表明:1)E制导律均能实现共面和异... 针对月球探测器大角度异面动力上升入轨问题,提出了一种共面间接上升策略。该策略基于显式制导(E制导)律和轨道机动原理,经过共面动力上升、轨道滑翔2个过程和2次轨道机动,实现大角度异面上升。仿真结果表明:1)E制导律均能实现共面和异面的在线实时制导;2)与传统的平面修正上升策略相比,燃料一定时,轨道转移方法发射窗口明显较大,这在实际应用中应对突发紧急情况随时准备月面起飞有重要的工程意义。 展开更多
关键词 月面上升 E制导律 平面修正 轨道转移 发射机会
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