从单星观测到体系协同:风云卫星智慧协同观测体系的技术特征与发展展望

1

作者 董瑶海 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第3期37-46,共10页

风云卫星是我国民用遥感卫星中应用范围最广泛、成效最为显著的卫星系列之一,在推动国民经济发展和加强装备自主建设等方面发挥了重要作用。面向气象高质量发展、防灾减灾、应对气候变化、生态文明建设和国家安全等多重挑战,风云卫星将... 风云卫星是我国民用遥感卫星中应用范围最广泛、成效最为显著的卫星系列之一,在推动国民经济发展和加强装备自主建设等方面发挥了重要作用。面向气象高质量发展、防灾减灾、应对气候变化、生态文明建设和国家安全等多重挑战,风云卫星将坚持创新驱动发展战略,以体系化、智能化为主要发展方向,突破平台和载荷关键技术,构建智慧协同观测体系。本文探讨了风云卫星智慧协同观测体系在气象综合观测效能提升、体系化智能化网络赋能及全方位环境保障等方面的必要性,在分析国内外气象卫星发展历程的基础上,提出了新一代风云气象卫星构建智慧协同观测体系的建设思路和初步方案,并对体系构建中的关键技术进行了分析。最后,展望了风云卫星智慧协同观测体系的应用前景。 展开更多

关键词 气象卫星 体系化 定量化遥感 卫星平台 互联互通 智慧观测

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FY-3A极轨气象卫星 被引量：15

2

作者 董瑶海 孙允珠 +1 位作者 王金华 程卫强 《上海航天》 北大核心 2008年第5期1-11,共11页

介绍了我国研制的风云三号A(FY-3A)极轨气象卫星的基本任务、轨道与发射窗口、构型与布局、主要技术参数、探测仪器配置、图像资料传输与存储,以及姿轨控和数管系统等总体概况。分析了卫星的技术特点。介绍了卫星入轨过程、平台和数传... 介绍了我国研制的风云三号A(FY-3A)极轨气象卫星的基本任务、轨道与发射窗口、构型与布局、主要技术参数、探测仪器配置、图像资料传输与存储,以及姿轨控和数管系统等总体概况。分析了卫星的技术特点。介绍了卫星入轨过程、平台和数传等在轨运行状况。给出了遥感仪器的工作及其部分应用结果。卫星近4个月的运行稳定,获取了大量的气象和环境数据。初步测试结果表明:FY-3A卫星大部分仪器性能与国际同类仪器比对一致,已达国际先进水平。 展开更多

关键词 FY-3A气象卫星 构型 数传系统 姿轨控系统 数管系统 遥感仪器

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FY-4卫星微振动抑制技术研究 被引量：12

3

作者 董瑶海 周徐斌 +2 位作者 申军烽 刘兴天 虞自飞 《上海航天》 CSCD 2017年第4期20-27,共8页

根据装载干涉式大气垂直探测仪对微振动抑制的要求,对风云四号(FY-4)卫星的微振动抑制技术进行了研究。通过统计星上振源,规划整星级频谱,研究微振动传播机理,设计了振源隔离和载荷隔振的双级隔振系统。给出了动量轮的隔振设计,将动量... 根据装载干涉式大气垂直探测仪对微振动抑制的要求,对风云四号(FY-4)卫星的微振动抑制技术进行了研究。通过统计星上振源,规划整星级频谱,研究微振动传播机理,设计了振源隔离和载荷隔振的双级隔振系统。给出了动量轮的隔振设计,将动量轮的安装支架由刚性变为基于六角架(Hexapod)构型的非线性变刚度柔性支架,隔离动量轮传递至卫星平台的振动干扰,从源头控制振动。分析了发射段幅频特性和在轨段隔振性能,结果表明试验结果与理论分析一致。在此基础上,采用隔振组件和解锁组件并联使用方式,实现干涉式大气垂直探测仪的二次隔振设计,以进一步抑制卫星平台传递至探测仪的微振动干扰。地面微振动试验和在轨微振动实测结果表明:隔振系统能使卫星平台传递至载荷安装面的微振动量级控制在0.1×10-3g以下,满足指标要求。FY-4卫星微振动抑制技术可为其他卫星的微振动抑制提供参考。 展开更多

关键词 风云四号卫星 微振动 隔振系统 非线性振动 动量轮 敏感载荷 传递率 Hexapod结构

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我国风云卫星体系的发展思考 被引量：6

4

作者 董瑶海 《上海航天（中英文）》 CSCD 2021年第3期76-84,共9页

风云系列气象卫星发展始终坚持以国家重大战略为蓝图,以解决中国的气象观测问题为宗旨,秉承“开放合作、服务世界”的理念,发展具有中国特色的气象卫星观测体系。风云卫星是我国民用遥感卫星中应用范围最广、效益发挥最好的卫星系列之一... 风云系列气象卫星发展始终坚持以国家重大战略为蓝图,以解决中国的气象观测问题为宗旨,秉承“开放合作、服务世界”的理念,发展具有中国特色的气象卫星观测体系。风云卫星是我国民用遥感卫星中应用范围最广、效益发挥最好的卫星系列之一,为国民经济发展和国防建设作出了重要贡献,已成为世界气象组织全球卫星观测网重要成员,是服务国家重大战略的实践者。新时代,全球气象卫星发展迈入新阶段,面向经济社会高质量发展、防灾减灾、应对气候变化、生态文明建设和国家安全,风云卫星将坚持创新驱动发展,坚持应用效能导向,充分发挥体系效能,突破卫星及遥感关键技术,率先实现遥感卫星及体系的自主运行、快速响应、智慧观测,拓展风云卫星在军民各领域各行业的应用。在实现遥感数据的获取途径和处理算法自主可控的基础上,坚持“走出去”战略,加强技术交流与合作,提升全球及重点区域的精密监测覆盖率,为全人类提供更加精准的气象预报和更加精细的气象服务。 展开更多

关键词 气象卫星 体系化 定量化遥感 卫星平台 互联互通 智慧观测

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风云四号气象卫星及其应用展望 被引量：69

5

作者 董瑶海 《上海航天》 2016年第2期1-8,共8页

介绍了我国第二代地球静止轨道风云四号(FY-4)气象卫星的构型、有效载荷与平台分系统组成、主要任务、主要功能和性能指标,以及与欧美第三代气象卫星的对标情况。阐述了FY-4卫星各主要观测要素的测量和数据获取原理。研制的FY-4卫星的... 介绍了我国第二代地球静止轨道风云四号(FY-4)气象卫星的构型、有效载荷与平台分系统组成、主要任务、主要功能和性能指标,以及与欧美第三代气象卫星的对标情况。阐述了FY-4卫星各主要观测要素的测量和数据获取原理。研制的FY-4卫星的主要技术特点是高精度、定量化、星上处理算法和控制方案在轨可维护(编程改变)、星务自主管理,设计中采用了高精度转角测量及扫描控制、高精度定标、微振动抑制、平台-载荷统一基准及在轨测量、星上实时补偿的图像导航配准,以及高精度卫星质心测量与控制等创新技术。列出了FY-4卫星可提供的云检测等34种数据产品。FY-4卫星的研究成果将显著提升我国后续定量遥感卫星的研制水平,其成功发射和在轨应用将为我国和国际气象组织的数字天气预报做出贡献。 展开更多

关键词 静止轨道气象卫星 FY-4卫星 定量遥感 大气高光谱垂直探测 转角测量 扫描控制 定标 微振动 平台-载荷统一基准 导航配准 质心测量与控制

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某星载CCD器件散热用热电制冷器的性能试验 被引量：5

6

作者 江世臣 胡炳亭 +2 位作者 付鑫 康奥峰 董瑶海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期123-128,共6页

某地球静止轨道卫星光学相机由于CCD器件功耗较大,并要求处于较低的工作温度水平,经论证确定采用热电制冷器对CCD的温度进行主动控制。设计了热电制冷器性能地面试验装置,分别在大气和真空环境中选用国内外不同型号的热电制冷器进行对... 某地球静止轨道卫星光学相机由于CCD器件功耗较大,并要求处于较低的工作温度水平,经论证确定采用热电制冷器对CCD的温度进行主动控制。设计了热电制冷器性能地面试验装置,分别在大气和真空环境中选用国内外不同型号的热电制冷器进行对比试验研究。试验得到了安装方式对冷热端温差的影响、输入功耗与冷热端温差的对应关系、负载功率与冷热端温差的对应关系以及大气和真空环境对制冷器的性能影响等数据。试验结果表明,在CCD负载下,制冷器冷热端的温差最大可达到45.8℃,能够满足CCD的低温工作需求。 展开更多

关键词 热电制冷器 地球静止轨道 散热 性能试验

原文传递

FY-4A星GIIRS大气温度廓线反演模拟试验研究 被引量：12

7

作者 鲍艳松 汪自军 +3 位作者 陈强 周爱明 董瑶海 闵锦忠 《上海航天》 CSCD 2017年第4期28-37,共10页

结合全球大气晴空训练样本(CIMSS)数据,利用辐射传输模式,模拟获得干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)亮温资料,结合人工神经网络反演方法,研究了风云四号(FY-4)卫星高光谱红外载荷大气温度反演方法,并研制了全圆盘和中国区域两套大气温度反... 结合全球大气晴空训练样本(CIMSS)数据,利用辐射传输模式,模拟获得干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)亮温资料,结合人工神经网络反演方法,研究了风云四号(FY-4)卫星高光谱红外载荷大气温度反演方法,并研制了全圆盘和中国区域两套大气温度反演模型。反演试验结果表明:对流层大气温度反演精度明显高于平流层,以中国区域反演模型为例,对流层和平流层大气温度反演均方根误差(RMSE)分别为0.846,2.020K,平均误差分别为-0.003,0.024K;比较中国区域和全圆盘大气温度廓线反演精度,中国区域大气温度精度明显高于全圆盘,0~70km处大气温度反演的均方根误差分别为1.922,2.630K;与欧洲极轨卫星(Metop-A)IASI数据的温度廓线反演结果比较,FY-4A星GIIRS的温度反演精度在低层(>500hPa)(RMSE=0.790 K)优于IASI(RMSE=0.976K),在高层(<500hPa)(RMSE=1.803K)低于IASI(RMSE=0.899K)。研究对FY-4卫星GIIRS的大气温度廓线反演及其应用有重要的参考价值。 展开更多

关键词 FY-4卫星 干涉式大气垂直探测仪(GIIRS) 神经网络 温度廓线 反演 对流层 平流层 中国区域 全圆盘

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FY-1C/D极轨气象卫星及其在轨运行

8

作者 董瑶海 《上海航天》 2004年第4期1-11,共11页

简要说明了风云一号(FY 1)极轨气象卫星的总体情况。介绍了FY 1C星运行5年,D星运行2年后的测控、电源、热控、数传、扫描辐射计和星载数据收集与分发(DCDS)分系统、有效载荷空间粒子成分监测器,以及姿控和星载计算机的在轨运行情况。在... 简要说明了风云一号(FY 1)极轨气象卫星的总体情况。介绍了FY 1C星运行5年,D星运行2年后的测控、电源、热控、数传、扫描辐射计和星载数据收集与分发(DCDS)分系统、有效载荷空间粒子成分监测器,以及姿控和星载计算机的在轨运行情况。在轨测试结果表明,两星的在轨运行、功能和性能符合任务书的要求。最后总结了长寿命高可靠稳定优质业务运行的FY 1C,D星的创新点、主要成绩,并给出了部分应用情况。 展开更多

关键词 FY-1极轨气象卫星 在轨测试 长寿命 高可靠性

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单太阳翼放气干扰力矩分析 被引量：2

9

作者 边志强 王鑫 +5 位作者 栗双岭 董瑶海 沈毅力 曾擎 洪振强 宋效正 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期67-74,共8页

针对静止轨道单太阳翼卫星在转移轨道段,太阳翼展开对日定向稳定控制过程中,太阳翼结构的初期放气干扰力矩对姿态影响的问题,利用卫星姿态动力学模型、姿态变化和推力器等参数,估计太阳翼放气产生的干扰力矩。通过理论仿真,验证了估计... 针对静止轨道单太阳翼卫星在转移轨道段,太阳翼展开对日定向稳定控制过程中,太阳翼结构的初期放气干扰力矩对姿态影响的问题,利用卫星姿态动力学模型、姿态变化和推力器等参数,估计太阳翼放气产生的干扰力矩。通过理论仿真,验证了估计方法的正确性。以风云四号(FY-4)卫星为例,在轨实时估计结果表明:FY-4卫星太阳翼放气持续时间近11个小时,初期最大干扰力矩达37mN·m,比光压力矩约大2个量级,其对姿态影响不可忽视。文章的研究结果可为地面控制系统设计和在轨控制参数修改提供数据参考。 展开更多

关键词 单太阳翼 太阳翼放气 转移轨道 陀螺角速度 推力器工作时间 干扰力矩

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中国气象卫星技术成就与展望 被引量：9

10

作者 李卿 董瑶海 《上海航天》 北大核心 2008年第1期1-10,共10页

概述了我国风云一号(FY-1)极轨气象卫星和风云二号(FY-2)静止气象卫星的发展概况与成就。介绍了即将发射的新一代风云三号(FY-3)极轨气象卫星的主要功能和技术特点,以及配置的10通道可见红外扫描辐射计、26通道红外分光计、20通道中分... 概述了我国风云一号(FY-1)极轨气象卫星和风云二号(FY-2)静止气象卫星的发展概况与成就。介绍了即将发射的新一代风云三号(FY-3)极轨气象卫星的主要功能和技术特点,以及配置的10通道可见红外扫描辐射计、26通道红外分光计、20通道中分辨率成像光谱仪、微波辐射计、微波成像仪、紫外臭氧探测仪、地球辐射收支仪和空间环境监测器等仪器的用途。给出了FY-2静止气象卫星的基本任务、主要探测性能和技术特点,以及在研的新一代风云四号(FY-4)静止气象卫星的关键技术和遥感仪器。分析了国外新一代三轴稳定静止气象卫星的发展与载荷配置。总结了我国气象卫星业务系统的应用和取得的效益。 展开更多

关键词 极轨气象卫星 静止气象卫星 功能 技术特点 有效载荷 应用 效益

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我国首颗第二代静止气象卫星风云-4升空 被引量：11

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作者 张志清 董瑶海 +4 位作者 丁雷 王淦泉 方翔 张效信 黄富祥 《国际太空》 2016年第12期6-12,共7页

2016年12月11日，我国第二代静止轨道气象卫星的首发星风云-4由长征-3B运载火箭发射升空。它采用三轴稳定控制，接替采用自旋稳定的风云-2，其连续性、稳定性可大幅度提高我国静止气象卫星探测水平。卫星的辐射成像通道由风云-2的5个增... 2016年12月11日，我国第二代静止轨道气象卫星的首发星风云-4由长征-3B运载火箭发射升空。它采用三轴稳定控制，接替采用自旋稳定的风云-2，其连续性、稳定性可大幅度提高我国静止气象卫星探测水平。卫星的辐射成像通道由风云-2的5个增加到14个，接近欧美第三代静止气象卫星的16个通道。风云-4还配备了有912个光谱探测通道的干涉式大气垂直探测仪，可在垂直方向上对大气结构实现高精度定量探测，这是欧美第三代静止气象卫星所不具备的。 展开更多

关键词 静止气象卫星 静止轨道 第二代 升空 星风 大气垂直探测仪 探测通道 火箭发射

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静止轨道气象卫星观测系统发展设想 被引量：18

12

作者 张如意 李卿 +2 位作者 董瑶海 陆国平 肖小刚 《上海航天》 2012年第5期7-13,共7页

介绍了静止轨道气象卫星发展的现状。对国内外静止气象卫星的平台能力和探测仪器性能进行了对标与分析。根据我国静止气象卫星应用需求,给出了所需的新型遥感仪器的需求。讨论了静止气象卫星的发展趋势。介绍了静止气象卫星采用光学成... 介绍了静止轨道气象卫星发展的现状。对国内外静止气象卫星的平台能力和探测仪器性能进行了对标与分析。根据我国静止气象卫星应用需求,给出了所需的新型遥感仪器的需求。讨论了静止气象卫星的发展趋势。介绍了静止气象卫星采用光学成像星、探测星(光学、微波)、降水测量星组合配置,在同步轨道上同位或异位进行观测的发展设想,以及需配置的先进可见光红外成像仪、闪电成像仪、高光谱垂直探测仪、地球辐射收支仪、太阳X-EUV成像仪、地球静止轨道先进微波探测仪、地球静止轨道降水测量雷达等的主要功能与性能。 展开更多

关键词 静止轨道气象卫星 观测系统 遥感仪器 发展设想

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我国极轨气象卫星的发展 被引量：3

13

作者 李叶飞 曹琼 +1 位作者 杨勇 董瑶海 《上海航天》 2012年第4期7-13,26,共8页

介绍了我国极轨气象卫星的现况。提出了由风云三号(FY-3)上午星、下午星和降水测量卫星组成的我国极轨气象卫星对地观测网构想,给出了三种卫星的主要仪器性能指标。讨论了多载荷综合观测,利用微波波段实现全天候探测,提高光谱分辨率,提... 介绍了我国极轨气象卫星的现况。提出了由风云三号(FY-3)上午星、下午星和降水测量卫星组成的我国极轨气象卫星对地观测网构想,给出了三种卫星的主要仪器性能指标。讨论了多载荷综合观测,利用微波波段实现全天候探测,提高光谱分辨率,提高空间分辨率,提高仪器的灵敏度、定标精度,发展无线电(GPS)掩星探测,以及发展主动遥感等极轨气象卫星发展趋势。对我国极轨气象卫星的发展给出了气象卫星向对地综合观测发展、遥感探测技术向"四高两全一多"发展、探测方式向主动与被动结合方向发展、遥感应用向高精度定量化发展、发展专用卫星或小卫星阵列等建议。分析了转动部件与太阳阵耦合抑制、高指向精度高稳定度姿态控制、高数据率数据传输、颤振对高光谱成像质量的影响分析及减振、主动微波及可见、红外、紫外谱段高精度地面及在轨定标等实现我国极轨气象卫星发展的关键技术。 展开更多

关键词 极轨气象卫星 有效载荷 发展趋势

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FY-1D极轨气象卫星 被引量：5

14

作者 孟执中 董瑶海 《上海航天》 2002年第5期1-8,共8页

介绍了“风云一号D”(FY 1D)极轨气象卫星的主要技术参数和遥感仪器配置等总体组成概况。简述了卫星的技术特点和发射入轨过程 ,给出卫星姿轨控、可见光和红外扫描辐射计、空间粒子成分监视器、传输信道、星上记录储存和卫星其他功能、... 介绍了“风云一号D”(FY 1D)极轨气象卫星的主要技术参数和遥感仪器配置等总体组成概况。简述了卫星的技术特点和发射入轨过程 ,给出卫星姿轨控、可见光和红外扫描辐射计、空间粒子成分监视器、传输信道、星上记录储存和卫星其他功能、性能在轨测试的结果 ,并进行了分析。结果表明 ,卫星的性能优于设计要求。 展开更多

关键词 极轨气象卫星 在轨测试 “风云一号D”卫星 星载设备

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太阳同步轨道卫星交点地方时漂移估算方法研究 被引量：4

15

作者 程卫强 董瑶海 《上海航天》 2003年第5期23-25,共3页

根据我国第一代极轨气象卫星"风云一号"C(FY 1C)星轨道实际观测值,分析了太阳同步轨道卫星轨道漂移的一般规律,提出了一种简便有效的卫星交点地方时漂移估算方法,并用FY 1C星实际的交点地方时漂移量,对该方法进行了分析和改进。

关键词 太阳同步轨道卫星 轨道漂移 计算 交点 地方时

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地球静止轨道卫星SADA热设计及高温工况温度分布研究 被引量：3

16

作者 王彦 徐涛 +4 位作者 胡炳亭 王学强 经贵如 江世臣 董瑶海 《航天器环境工程》 2017年第5期490-494,共5页

针对地球静止轨道卫星SADA轴系周向或轴向温度梯度过大导致卡死的故障情况,开展某卫星SADA热设计、热仿真及太阳模拟器光照试验研究。采用挡光板及均温措施等热设计减小SADA温度梯度及外热流影响。试验外热流模拟冬至工况,舱内边界温度2... 针对地球静止轨道卫星SADA轴系周向或轴向温度梯度过大导致卡死的故障情况,开展某卫星SADA热设计、热仿真及太阳模拟器光照试验研究。采用挡光板及均温措施等热设计减小SADA温度梯度及外热流影响。试验外热流模拟冬至工况,舱内边界温度25℃,通过在其内部和外部布置88个温度测点,得出SADA内部的电缆束、功率盘片及电刷温度较高。轴系两端面周向最大温差分别为1.2℃和8℃,轴系两端面最大温差6.8℃。在此温度环境下,SADA工作正常,证明了其本身及热控设计的合理性。热仿真计算结果与试验结果一致性较好。研究结果还得到了在轨数据的验证。SADA数学模型、试验方法和结果可为后续型号不同工况条件工作的SADA提供热设计指导。 展开更多

关键词 地球静止轨道卫星 太阳电池阵驱动机构 热设计 太阳模拟器 热平衡试验 仿真分析

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SpaceWire与SpaceFibre高速总线发展与研究 被引量：15

17

作者 徐曙清 王震 +1 位作者 董瑶海 李卿 《上海航天》 2014年第1期29-36,共8页

介绍SpaceWire总线和SpaceFibre网络的基本情况及其构成。分析了两者用于航天器时的优点。综述了两者在国内外发展和基础研究状况,给出了研究与应用中的高可靠SpaceWire-D信息组网和高速SpaceFibre网络传输等关键技术。

关键词 SpaceWire总线 SpaceFibre网络 太空总线 太空网络 IP核 协议

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卫星干涉式垂直探测仪图像导航配准成像试验方法

18

作者 王田野 吕旺 +3 位作者 宋效正 信思博 董瑶海 顾强 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期132-138,共7页

干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要有效载荷,对卫星平台的稳定性要求很高,采用图像导航配准技术可解决星上活动部件运动、卫星平台姿态抖动对GIIRS成像的影响。为了在地面验证GIIRS的成像性能,文章提出图像导航配准成像试验方法... 干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要有效载荷,对卫星平台的稳定性要求很高,采用图像导航配准技术可解决星上活动部件运动、卫星平台姿态抖动对GIIRS成像的影响。为了在地面验证GIIRS的成像性能,文章提出图像导航配准成像试验方法。利用3轴气浮台模拟3轴稳定卫星零重力下的自由转动,利用GIIRS样机模拟GIIRS的成像特性和在轨扰动,验证了动力学补偿特性和图像运动补偿特性。试验结果表明:采用图像导航配准成像试验方法,卫星特定频率下的姿态稳定度提升了80.8%,图像运动补偿精度优于13.78μrad,满足GIIRS成像需求。 展开更多

关键词 卫星干涉式垂直探测仪 图像导航配准 成像试验 3轴气浮台

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风云四号卫星微振动抑制和试验技术研究 被引量：8

19

作者 孟光 董瑶海 +2 位作者 周徐斌 申军烽 刘兴天 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第2期70-80,共11页

风云四号搭载的干涉式大气垂直探测仪对微振动异常敏感,需要进行微振动抑制.结合星上主要振源和敏感载荷的需求,进行了振源和载荷二级微振动隔离.对隔振系统使用的隔振器单元进行了参数和敏感性分析,对设计的Stewart构型动量轮支架进行... 风云四号搭载的干涉式大气垂直探测仪对微振动异常敏感,需要进行微振动抑制.结合星上主要振源和敏感载荷的需求,进行了振源和载荷二级微振动隔离.对隔振系统使用的隔振器单元进行了参数和敏感性分析,对设计的Stewart构型动量轮支架进行了理论和试验研究.采用隔振器和阻尼器的组合设计了三点支撑敏感载荷隔振系统,完成干涉式大气垂直探测仪的二级隔振设计,进一步抑制卫星平台传递至探测仪的微振动干扰.采用近零刚度悬吊系统和超静实验室完成了地面微振动试验,并进行了在轨微振动试验,实测数据表明,隔振系统能够使得卫星平台传递至载荷安装面的微振动量级控制在0.1 mg以下,满足了指标要求.风云四号微振动抑制技术也为相关型号的微振动抑制提供了借鉴和参考. 展开更多

关键词 风云四号卫星 微振动 振源隔离 载荷隔振

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静止气象卫星轨道运动的成像补偿研究 被引量：3

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作者 吕旺 董瑶海 +2 位作者 沈毅力 张志清 陈文强 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期185-195,共11页

为进一步提高观测频次和信噪比,近年来各国新一代静止气象卫星均采用三轴稳定工作模式对地扫描成像。为了精确提取遥感目标物所在地点关于地表、云和大气状态的定量参数产品,必须要解决图像配准和定位问题。轨道漂移运动引起卫星视轴在... 为进一步提高观测频次和信噪比,近年来各国新一代静止气象卫星均采用三轴稳定工作模式对地扫描成像。为了精确提取遥感目标物所在地点关于地表、云和大气状态的定量参数产品,必须要解决图像配准和定位问题。轨道漂移运动引起卫星视轴在地球表面上移动,导致连续图像之间产生相对位移,影响云图动画的图像配准精度。以2016年12月发射的中国风云四号卫星成像仪为研究对象,给出了图像参考基准的严密定义,研究了一种轨道运动补偿OMC(Orbit Motion Compensation)方法。通过给成像仪2维扫描机构增加转角补偿的方法在卫星上实时引导视线扫描路径,卫星相当于在理想轨道位置的视角成像。得到的遥感图像均被配准到地球固定网格FG(Fixed Grid),保持相对固定的几何定位关系。由于这种在卫星上完成的补偿剥离了L0级图像数据与卫星轨道测量信息之间的关系,从根源上保证了原始图像的长周期定位稳定性。为证明方法的正确性,利用风云四号卫星在轨测试的遥感图像L0级数据进行了试验验证。结果表明,云图动画中南北方向相对运动距离由973.0μrad缩小至75.6μrad,东西方向由205.8μrad缩小至81.2μrad。星上轨道运动补偿有效削弱了周期性轨道运动对图像定位与配准的干扰,显著提升图像配准精度。针对未来带有长线阵的新型静止卫星成像仪发展趋势,分析了进行星上轨道运动补偿时引起的长线阵探测器边缘像元误差问题,提出了采用电推进系统对卫星轨道倾角进行高精度保持控制来降低边缘误差的解决方案。 展开更多

关键词 静止气象卫星 风云四号 FY-4 图像配准 INR 轨道运动补偿 OMC

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