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中继卫星支持航天发射星/箭天线指向算法研究
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作者 王良 敦怡 闫雪飞 《无线电工程》 北大核心 2023年第10期2445-2450,共6页
近年来商业航天发展迅速,中继卫星(Tracking and Delay Relay Satellites,TDRS)凭借其成本低、可快速部署等优势,已成为商业航天火箭发射测控系统的重要组成部分,且已多次应用于火箭发射。以TDRS支持航天发射为具体应用场景,研究卫星天... 近年来商业航天发展迅速,中继卫星(Tracking and Delay Relay Satellites,TDRS)凭借其成本低、可快速部署等优势,已成为商业航天火箭发射测控系统的重要组成部分,且已多次应用于火箭发射。以TDRS支持航天发射为具体应用场景,研究卫星天线指向火箭和箭载终端天线指向卫星的算法模型,基于Matlab将算法进行可视化实现。所提指向算法可以根据TDRS定点位置和火箭发射参数,计算TDRS和火箭天线指向结果,快速获取测控任务双向可视弧段,缩短TDRS支持航天发射测控任务响应时间。 展开更多
关键词 航天发射 中继卫星系统 天线指向算法
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天线指向机构位置伺服的H_∞-PID控制研究 被引量:8
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作者 李光军 刘强 +1 位作者 刘建章 刘刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2194-2198,共5页
针对大型卫星天线指向机构高精度高可靠性的要求,研制了一种永磁同步电机驱动的新型天线指向机构。在建立双质量体驱动模型的基础上,以ITAE(时间乘以误差绝对值积分)为优化指标,在H∞混合灵敏度约束下PID参数的稳定域内,采用遗传算法对... 针对大型卫星天线指向机构高精度高可靠性的要求,研制了一种永磁同步电机驱动的新型天线指向机构。在建立双质量体驱动模型的基础上,以ITAE(时间乘以误差绝对值积分)为优化指标,在H∞混合灵敏度约束下PID参数的稳定域内,采用遗传算法对PID控制器的参数进行了优化。最后采用优化的PID控制器对指向机构进行了控制仿真和实验验证,结果表明系统具有响应快速而平稳、抗负载扰动和模型误差能力强的特点。 展开更多
关键词 天线指向机构 H∞-PID控制 永磁同步电机 ITAE指标 混合灵敏度
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卫星光通信终端二维转台运动参量对天线指向影响研究 被引量:6
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作者 刘剑峰 韩琦琦 +2 位作者 于思源 马晶 谭立英 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期926-931,共6页
二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成... 二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成规律性变化;当方位轴、俯仰轴转角θh、θv分别为(π,0)、(-π,0)时,指向偏差出现最大值;随二维转台转动时间的增加,天线指向偏差略有增加,转动时间由10s增加到1000s时增幅仅为1%。其结果为补偿耦合运动影响,保证天线指向控制精度,提高卫星光通信终端星上应用的稳定性打下基础。 展开更多
关键词 卫星光通信 卫星姿态动力学 耦合运动 天线指向控制
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采用信标的大型可展开天线指向控制方法 被引量:3
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作者 邢志钢 刘丽坤 +1 位作者 郑钢铁 周志成 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期1-6,14,共7页
为提高大型可展开天线的指向控制精度,并适应喷气卸载等在轨工况,基于Craig-Bampton法建立了表征柔性天线指向的动力学模型,在此基础上提出了一种采用信标的大天线指向控制方法。该方法先基于卡尔曼滤波,对大天线的振动状态进行检测,若... 为提高大型可展开天线的指向控制精度,并适应喷气卸载等在轨工况,基于Craig-Bampton法建立了表征柔性天线指向的动力学模型,在此基础上提出了一种采用信标的大天线指向控制方法。该方法先基于卡尔曼滤波,对大天线的振动状态进行检测,若天线未出现明显振动,则通过信标敏感器修正天线指向偏差,同时引入星本体姿态敏感器以保证稳定性;若天线振动超过阈值,则仅引入星本体敏感器以衰减振动,直至天线未出现明显振动。最后利用瑟拉亚(Thuraya)卫星的在轨实测热变形数据进行了仿真验证。结果表明,在未受到喷气扰动时,大天线指向精度优于±0.02°,在受到喷气扰动后,系统可正确检测并切换跟踪输入。这说明,该指向控制方法在保证稳定性的同时,可以有效修正大天线指向偏差,并能适应在轨位保、卸载喷气工况。 展开更多
关键词 信标敏感器 天线指向控制 姿态动力学 指向精度 大型可展开天线
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卫星锐波束天线指向算法及仿真 被引量:9
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作者 高照照 杨慧 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期60-65,共6页
推导了卫星锐波束天线指向算法,给出了简化计算模型和仿真结果。文章所给出的天线指向算法是在已知卫星轨道和姿态的基础上,计算锐波束天线指向点二维转动角度的公式,实现卫星动态过程对指向点的保持;通过仿真给出指向点精度和姿态精度... 推导了卫星锐波束天线指向算法,给出了简化计算模型和仿真结果。文章所给出的天线指向算法是在已知卫星轨道和姿态的基础上,计算锐波束天线指向点二维转动角度的公式,实现卫星动态过程对指向点的保持;通过仿真给出指向点精度和姿态精度的关系,给出自主生成控制函数的简化模型,同时也验证了该算法的正确性,算法可作为星上自主计算的依据。 展开更多
关键词 窄波束天线 姿态 天线指向 卫星
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利用太阳法自动标定L波段探空雷达天线指向 被引量:6
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作者 叶飞 肖萌 +3 位作者 银莲 弓宇恒 陈士英 王庆有 《气象科技》 2018年第3期450-454,共5页
L波段探空雷达方位、仰角的标定通常借助北极星和经纬仪来完成,对其正确性缺乏可靠有效的检验工具,本文利用高精度的太阳位置算法,采用Python语言进行程序设计和封装,根据台站实际经纬度、太阳赤纬角和时差,从理论上计算出太阳实时位置... L波段探空雷达方位、仰角的标定通常借助北极星和经纬仪来完成,对其正确性缺乏可靠有效的检验工具,本文利用高精度的太阳位置算法,采用Python语言进行程序设计和封装,根据台站实际经纬度、太阳赤纬角和时差,从理论上计算出太阳实时位置去标定雷达天线指向,并在多个台站进行了测试和偏差分析,其精度为≤0.3°,参考国内新一代天气雷达天线波束指向定标技术指标(≤0.3°),其精度达到相关业务要求。同时,该算法软件还能为探空员日常检查雷达性能,判断雷达有无故障提供更为快捷的手段,确保探空资料的可靠性。 展开更多
关键词 太阳法 探空雷达 自动标定 天线指向
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基于立体方向图和十字跟踪扫描法校准天线指向 被引量:2
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作者 耿立红 刘东浩 +4 位作者 陈志军 王威 颜毅华 刘飞 苏仓 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期159-164,共6页
针对明安图射电频谱日像仪(Mingantu spectral radioheliograph, MUSER)天线高指向精度动态跟踪要求,同时为降低非理想因素对复杂系统天线指向测量影响,提出校准天线指向的组合方法.先用网格法测量天线的双圆极化多频率通道立体方向图... 针对明安图射电频谱日像仪(Mingantu spectral radioheliograph, MUSER)天线高指向精度动态跟踪要求,同时为降低非理想因素对复杂系统天线指向测量影响,提出校准天线指向的组合方法.先用网格法测量天线的双圆极化多频率通道立体方向图定性评估系统测量链路状态,后对太阳运行轨道进行十字跟踪扫描测量天线指向偏差,再用最小二乘法拟合获得天线指向模型的8个参数.国家天文台明安图观测基地的2台20 m地平式天线将在MUSER系统观测和校准中起重要作用.对20 m天线跟踪指向进行了校准,指向偏差均方根从12'改善到4.4',验证了方法的可行性,为类似复杂系统的相关工作提供了借鉴和参考. 展开更多
关键词 校准 天线指向 立体方向图 十字跟踪扫描 射电日像仪
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“SZ-4”飞船高度计天线指向角反演方法 被引量:2
8
作者 张有广 林明森 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期47-50,共4页
利用2003年2月7到8日“SZ-4”高度计的波形数据,经过波形数据预处理(波形为1 s的平均、去除热噪声和波形归一化)后,对海面回波波形后沿进行拟合,计算出了高度计天线的指向角,结果表明,“SZ-4”飞船高度计天线的指向角几乎全部在0.024... 利用2003年2月7到8日“SZ-4”高度计的波形数据,经过波形数据预处理(波形为1 s的平均、去除热噪声和波形归一化)后,对海面回波波形后沿进行拟合,计算出了高度计天线的指向角,结果表明,“SZ-4”飞船高度计天线的指向角几乎全部在0.024°以内,天线指向在计算时间内比较稳定. 展开更多
关键词 “SZ-4”飞船高度计 天线指向 反演方法 波形
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卫星多波束天线指向误差对干扰源定位性能的影响 被引量:2
9
作者 程安启 王华力 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1327-1330,共4页
本文详细分析了卫星多波束天线的指向误差对多波束天线的阵列流形和干扰源-定位的影响,并提出一种修正方法,可以在已知天线指向精度的情况下对采用MUSIC算法的得到定位结果进行修正,从而有效提高了卫星干扰源定位的性能.计算机仿真支持... 本文详细分析了卫星多波束天线的指向误差对多波束天线的阵列流形和干扰源-定位的影响,并提出一种修正方法,可以在已知天线指向精度的情况下对采用MUSIC算法的得到定位结果进行修正,从而有效提高了卫星干扰源定位的性能.计算机仿真支持了理论分析的结果. 展开更多
关键词 卫星多波束天线 干扰源定位 阵列流形 天线指向误差 波达方向估计
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GEO卫星多波束天线指向测量方法与误差分析 被引量:5
10
作者 章劲松 林宇生 谭云华 《无线电通信技术》 2015年第6期58-60,共3页
针对地球同步轨道(GEO)卫星的多波束天线指向问题,研究了一种精确测量卫星天线指向的方法。在卫星发射通道间存在固有耦合干扰的情况下,通过地面测量站接收GEO卫星多波束天线发射的正交信标信号,推导并建立了测量卫星天线指向的数学模型... 针对地球同步轨道(GEO)卫星的多波束天线指向问题,研究了一种精确测量卫星天线指向的方法。在卫星发射通道间存在固有耦合干扰的情况下,通过地面测量站接收GEO卫星多波束天线发射的正交信标信号,推导并建立了测量卫星天线指向的数学模型;系统分析了各种误差源对测量精度的影响。通过仿真分析证明了该方法的有效性和可行性,为工程实现提供了参考依据。 展开更多
关键词 地球同步轨道卫星 多波束天线 天线指向 误差估计
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特征模型方法在中继星天线指向控制中的应用 被引量:5
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作者 沈少萍 《计算机仿真》 CSCD 2008年第7期50-53,144,共5页
主要研究基于特征模型的自适应控制方法在中继星天线指向跟踪控制中的应用。利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,分别采用基于特征模型的自适应控制方法和经典PID方法进行卫星本体姿态... 主要研究基于特征模型的自适应控制方法在中继星天线指向跟踪控制中的应用。利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,分别采用基于特征模型的自适应控制方法和经典PID方法进行卫星本体姿态和天线指向跟踪控制,并比较两种控制方法的控制稳定性和控制精度,仿真结果表明用特征模型自适应控制方法设计的控制器能满足系统性能要求,并具有很强的鲁棒性和抗干扰性。 展开更多
关键词 特征模型自适应控制方法 中继星 黄金分割反馈控制律 天线指向控制
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地球同步卫星轨道漂移对天线指向的影响分析 被引量:6
12
作者 姚永田 杨淑丽 钟鹰 《空间电子技术》 2011年第4期32-37,共6页
位于地球同步轨道的卫星由于受各种空间因素的影响,其运行轨道会随时间逐渐偏离地球赤道面,轨道倾角由0°逐渐增大。这种轨道倾角漂移会导致对地通信的固定波束天线指向偏离地面站,引起天线指向失配误差,造成通信质量下降甚至丧失... 位于地球同步轨道的卫星由于受各种空间因素的影响,其运行轨道会随时间逐渐偏离地球赤道面,轨道倾角由0°逐渐增大。这种轨道倾角漂移会导致对地通信的固定波束天线指向偏离地面站,引起天线指向失配误差,造成通信质量下降甚至丧失。文章分析了轨道漂移对天线指向的影响,并给出了天线指向调整的策略。 展开更多
关键词 地球同步卫星 轨道漂移 天线指向
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星载天线指向机构指向精度及速度稳定度的测量 被引量:2
13
作者 李向华 许黎明 钱志源 《机械与电子》 2011年第10期37-40,共4页
以星载天线指向机构为研究对象,分析了以往测量方法的不足,提出了一种非接触式测量方法,解决了传统测量方法中部分机构指向精度和速度稳定度测量困难的问题,为星载机构精度测量添加了一种新的测量手段,同时以某一星载天线指向机构为例... 以星载天线指向机构为研究对象,分析了以往测量方法的不足,提出了一种非接触式测量方法,解决了传统测量方法中部分机构指向精度和速度稳定度测量困难的问题,为星载机构精度测量添加了一种新的测量手段,同时以某一星载天线指向机构为例进行了实测和数据分析,结果表明该方法简单有效。 展开更多
关键词 天线指向机构 指向精度 速度稳定度 测量
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热变形对一种天线指向机构指向精度的影响分析 被引量:4
14
作者 万小平 于新战 王波 《空间电子技术》 2012年第1期39-44,共6页
热变形对天线指向机构的指向精度具有重要影响,但利用传统的设计方法很难实现对指向精度的准确计算,尤其是热变形对指向精度影响的研究工作更是少见。为此建立了机构的三维实体热-结构耦合有限元分析模型,根据有限元分析结果并结合机构... 热变形对天线指向机构的指向精度具有重要影响,但利用传统的设计方法很难实现对指向精度的准确计算,尤其是热变形对指向精度影响的研究工作更是少见。为此建立了机构的三维实体热-结构耦合有限元分析模型,根据有限元分析结果并结合机构的运动链关系,构建了各关键运动副运动误差的计算方法;在此基础上实现了机构指向误差的计算,研究了运动副名义、最大以及最小配合间隙条件下,温度载荷对各关键运动副运动误差和指向精度的影响。研究结果表明,温度载荷对关键运动副的运动误差以及机构的指向精度具有重要影响,随着温度载荷偏离常温数值的增加,指向误差不断增大,名义配合间隙条件下的指向误差最大。 展开更多
关键词 天线指向机构 热变形 指向精度 有限元 热-结构耦合
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编队卫星INSAR系统中天线指向误差对天线方向图的影响 被引量:1
15
作者 邱建国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期735-736,739,共3页
在编队卫星INSAR系统中,为了实现干涉测量,参与干涉的合成孔径雷达的天线波束必须能同时覆盖同一照射区,实现空间同步。但由于各种干扰力矩的作用,天线指向会产生误差。分析了卫星姿态误差引起的天线指向偏离和由此带来的有效天线方向... 在编队卫星INSAR系统中,为了实现干涉测量,参与干涉的合成孔径雷达的天线波束必须能同时覆盖同一照射区,实现空间同步。但由于各种干扰力矩的作用,天线指向会产生误差。分析了卫星姿态误差引起的天线指向偏离和由此带来的有效天线方向图的改变,对系统性能的分析提供理论依据。 展开更多
关键词 编队卫星 干涉合成孔径雷达(INSAR) 天线指向 误差 天线方向图
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流动VLBI天线指向检测方法的研究
16
作者 刘光明 胡国军 巨志斌 《测绘科学》 CAS CSCD 2002年第1期36-38,共3页
介绍了流动VLBI和上海固定VLBI的天线指向检测,指出了改进流动VLBI天线指向检测方法的必要性,探讨了利用GPS、'北斗一号'等卫星进行流动VLBI快速天线指向检测的可行性.
关键词 流动VLBI 天线指向 检测 射电源
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基于单脉冲复角测量减小天线指向波动的方法
17
作者 肖宇 郑桂妹 宫健 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期721-725,共5页
针对雷达导引头下视超低空目标时,由于多径干扰造成单脉冲测向天线指向波动,导致目标跟踪丢失的问题,提出了一种基于单脉冲复角测量调整天线伺服系统的准则。首先,根据弹目相对运动关系,构建了镜像干扰情况下的单脉冲测角模型,详细分析... 针对雷达导引头下视超低空目标时,由于多径干扰造成单脉冲测向天线指向波动,导致目标跟踪丢失的问题,提出了一种基于单脉冲复角测量调整天线伺服系统的准则。首先,根据弹目相对运动关系,构建了镜像干扰情况下的单脉冲测角模型,详细分析了天线指向波动对目标稳定跟踪的影响。其次,提出了一种采用单脉冲复角测量目标高度的方法,并利用指向角度与指向高度同步变化的特性,推导出天线指向角的波动关系式,给出了天线伺服系统调整的准则。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 多径 单脉冲复角 天线指向 超低空
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用户星天线指向控制设计初探 被引量:1
18
作者 程煜明 张炎华 莫友声 《上海航天》 1998年第2期19-22,共4页
在数据中继卫星系统中,为保证用户星和中继星间的通信,用户星天线要精确指向中继星。由于天线指向系统和姿态控制系统间存在动态耦合,天线桅杆又有拉伸和扭转变形,所以仅靠卫星的姿态控制不能达到要求的指向精度,必须采用独立的指... 在数据中继卫星系统中,为保证用户星和中继星间的通信,用户星天线要精确指向中继星。由于天线指向系统和姿态控制系统间存在动态耦合,天线桅杆又有拉伸和扭转变形,所以仅靠卫星的姿态控制不能达到要求的指向精度,必须采用独立的指向控制系统。本文针对这一情况,首先分析了用户星天线指向跟踪信号,并设计单轴天线控制器。仿真结果表明,用典型跟踪信号作为输入,可得到满意的跟踪精度。 展开更多
关键词 用户星 天线指向 数据中继卫星 指向控制
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移动卫星天线指向矢量辅助组合导航系统方法
19
作者 张华强 赵剡 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期220-224,共5页
为弥补SINS/GPS组合导航系统姿态角误差可观测性差的缺陷,根据移动载体卫星天线捕获通信卫星后通过自搜索实现精确对准卫星的原理,提出增加天线指向矢量信息(SAPV)的方位角和俯仰角信息为系统观测量,用于辅助SINS/GPS组合导航系统。根据... 为弥补SINS/GPS组合导航系统姿态角误差可观测性差的缺陷,根据移动载体卫星天线捕获通信卫星后通过自搜索实现精确对准卫星的原理,提出增加天线指向矢量信息(SAPV)的方位角和俯仰角信息为系统观测量,用于辅助SINS/GPS组合导航系统。根据SINS/GPS组合导航系统数学模型对姿态角误差的可观测性进行了分析,并对SAPV与组合导航误差之间的关系进行了详细数学推导,证明了SAPV辅助组合导航系统的可行性,建立了SAPV辅助组合导航系统的数学模型,采用联邦滤波器进行数据融合。仿真结果表明,SINS/GPS组合导航系统通过SAPV辅助,方位角误差估计精度提高了1个数量级,小于10,水平姿态角误差估计精度略有提高,小于2。该方法充分利用了天线通过自搜索完成精确对准卫星后的高精度指向信息,无须添加任何硬件系统,通过简单可靠的信息融合算法即可达到提高载体姿态测量精度的目的。 展开更多
关键词 天线指向 组合导航 姿态测量 联邦滤波
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分布式卫星INSAR系统中天线指向误差分析
20
作者 张秋玲 郑卫平 王岩飞 《测试技术学报》 EI 2004年第2期151-155,共5页
 基于分布式卫星INSAR(InterferometricSyntheticApertureRadar)系统的特点,建立了分布式卫星INSAR系统中天线指向误差和由此引起的天线波束偏离的确定关系,分析了天线波束偏离引起的接收信号信噪比、多普勒中心以及方位模糊比的变化...  基于分布式卫星INSAR(InterferometricSyntheticApertureRadar)系统的特点,建立了分布式卫星INSAR系统中天线指向误差和由此引起的天线波束偏离的确定关系,分析了天线波束偏离引起的接收信号信噪比、多普勒中心以及方位模糊比的变化和由此产生的测高误差.根据分析结果和系统设计中的误差分配可以提出对天线指向误差的限制. 展开更多
关键词 分布式卫星 干涉合成孔径雷达 数字高程图 天线指向
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