对地观测卫星

摘要： 军用对地观测领域进入更新换代的关键期,现役系统规模、能力持续补强,体系级弹性目标和高超武器载具等高价值目标的指示等作战应用需求驱动下一代系统向多星组网、信息快速融合处理和产品快速交付等方向拓展。具体来看,2021年,国外军用对地观测卫星系统持续稳步发展,多国补网加强原有系统,商业对地观测卫星在重访、分辨率和观测途径上实现了较大突破,逐步成为军方可用的新质能力,因此军方愈加重视利用商业能力。

摘要： 2021年,国外民商用对地观测卫星领域加快体系化构建,建立全球资源、环境监测网络,在保持平稳发展的同时注重能力拓展,呈现新的发展态势与趋势:一方面,美国、欧洲等国家开始探索低成本、小型化发展途径,以保持数据连续性和填补能力空白;另一方面,商业遥感卫星星座进入常态化补网阶段,国外2021年共部署112颗卫星,时间分辨率和空间分辨率持续提高,全球对地观测能力与综合效益不断提升。

摘要： 以应急任务优先调度为原则,保证观测总收益的基础上最小化对原调度序列的扰动是多星应急任务调度领域急需解决的问题。首先,分析应急任务完成时间和观测收益关系,建立考虑时间依赖性收益的数学规划模型。其次,基于遗传算法,提出考虑合成机制的多星应急任务调度算法。设计任务合成、插入和替换算子完成应急任务插入,考虑任务观测收益、序列扰动和最短观测时间设计适应度函数,设计交叉、变异、全局修复算子迭代优化调度序列。最后,通过数值实验表明设计的算法能够显著提高调度质量,适用于多星应急任务调度问题。

摘要： 星上自主任务规划是对地观测卫星自主运行的关键技术之一,近年来得到了研究人员的高度关注。考虑到星上计算资源有限,以及星上任务、资源动态变化等特点与挑战,现有研究主要采用启发式搜索算法对卫星星上自主任务规划问题进行求解,但这类算法还有待进一步优化。文中首先构建了一种新的观测任务序贯决策框架。基于该框架,对地观测卫星可以实时决策要执行的观测任务,而无须预先生成任何观测方案。然后,将注意力机制和循环神经网络相结合,设计了观测任务决策模型、任务特征表示方法以及模型训练方法,提出了一种基于注意力神经网络的观测任务序贯算法;最后,基于多组随机数据对所提算法、两种深度学习算法以及两种启发式在线搜索算法进行了比较。实验结果表明,所提方法的平均响应时间不到已有深度学习算法的1/5,收益误差远低于启发式搜索算法,证实了所提方法的可行性和有效性。

摘要： 由中国宇航学会卫星应用专业委员会遥感专业组组织,彭望琭、周冠华、江澄、胡如忠、刘雪萍、李虎主编,国内卫星载荷研制单位、相关部委、高等院校的行业专家联合撰写的《中国遥感卫星应用技术》专著,由中国宇航出版社出版发行。本书详细介绍了资源卫星、气象卫星、海洋卫星、环境减灾卫星、高分辨率对地观测卫星、商业遥感卫星等系列国产遥感卫星平台与卫星特点、技术参数、工作原理等。

摘要： 随着航天科技的发展,在轨航天器的规模和复杂程度不断增加,由超大规模结构组成的航天器将不断在轨应用,例如,空间站单舱长度超过18m,可展开太阳翼长度超过27m,未来超大型航天器的结构尺寸可能达到数百米。同时,航天器对控制精度要求的不断提升,目前国内外高精度对地观测卫星的精度可达到厘米级,对平台姿态和指向的精度要求越来越高,要求卫星具备“超精超静超稳”的“三超”能力。航天器微振动会对大型机构的稳定性及超高精度载荷的工作性能产生严重影响,已经成为目前研究者所广泛关注的一项关键技术。

摘要： 我国自1975年11月26日第一颗返回式遥感卫星成功发射以来,陆续研制成功国土普查卫星、气象卫星、资源卫星、海洋卫星和环境减灾卫星。21世纪,中国遥感卫星系统建设进入了一个新阶段,实施了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,发展了高分辨率对地观测卫星系统。随着商业航天技术的发展,多家企业成功发射一批商业遥感卫星。多种系列卫星的迅速发展,形成了涵盖不同分辨率、不同谱段、不同重访周期的中国遥感卫星体系。

摘要： 2022年8月4日,陆地生态系统碳监测卫星(句芒号)在太原卫星发射中沁成功发射。该卫星是一颗三轴稳定的太阳同步轨道对地观测卫星,轨道高度为506km,回归周期59天,降交点地方时为上午10:30.卫星质量2936kg,设计寿命8年。

摘要： 针对太阳同步圆轨道卫星星座对地观测任务,研究了在卫星机动情况下对多区域目标的成像任务规划算法.首先提出了单颗卫星对单个点目标的观测方法,解析分析了点目标可见性,并给出了卫星变轨策略;进而通过把区域目标划分为多个条带,将问题转化为卫星对点目标观测问题,结合单星单目标观测方法分析区域目标各条带的可见性;最后建立优化问题模型,给出条带观测策略,并利用遗传算法优化星座对多区域目标的观测总面积.仿真结果表明该算法准确性高,能够有效提高星座的观测能力和观测总面积.

摘要： 针对现有卫星观测任务可调度性预测模型难以建模长时间间隔的观测任务依赖关系的问题,提出一种基于双向门控循环单元(Bidirectional Gated Recurrent Unit,Bi-GRU)的卫星对地观测任务可调度性预测模型.该模型以卫星历史规划方案作为学习样本,能够以较低计算代价较高准确率地预测出对地观测任务集合中可以被响应的子集.该模型首先通过多层全连接感知机神经网络提取任务属性间的关联关系,然后采用多组多层双向门控循环单元组成的循环神经网络提取观测任务与其前驱及后继观测任务序列的潜在时序特征,最后融合各组双向门控循环单元的预测结果,从而利用观测任务之间的正向与反向信息依赖关系提升任务可调度性预测准确度.实验结果表明,与现有主流预测模型相比,本文提出方法在准确率、精确率、召回率和F1分数等指标上分别提升了2.27％、2.36％、3.45％和2.37％.

摘要： 相控阵天线是遥感卫星数传系统的一种新型天线形式,这种天线通过天线波束在空间扫描工作模式,在保持对地宽范围覆盖优点的同时,解决了高数据率对数传系统大EIRP值的需求问题.针对对地观测卫星数传系统的总体要求,分析了相控阵数传系统参数的约束关系,给出了适于工程设计的系统参数设计方法.

摘要： 对地观测卫星具有对自然灾害进行大范围多维动态观测能力,已经广泛用于国内外重大自然灾害的监测评估中,并纳入国家自然灾害管理体系,为国家应急救助提供重要信息与技术支撑.本文在回顾并分析自2005年我国颁布自然灾害应急救助预案对卫星监测提出明确要求以来我国的重大自然灾害灾情、卫星发展历程、应急制图能力与服务现状的基础上,结合新时期国内外灾害管理及空间技术发展情况,对未来我国的卫星技术用于防灾减灾救灾发展趋势与重点进行展望.

摘要： 高分辨率对地观测卫星的姿态控制系统通常采用控制力矩陀螺作为它的执行机构，本文在控制力矩陀螺力学试验时振动载荷传递至高速组件的传递路径上，即连接支架上施加颗粒阻尼器，考察颗粒阻尼器工程应用的减振效果。为探索颗粒阻尼减振技术在正弦扫频和随机振动两种典型激励条件下的减振效果,以小型控制力矩陀螺连接支架为研究对象,考虑了安装位置、阻尼器空腔尺寸、填充材料等影响因素,设计了颗粒阻尼器,并开展了验证试验.试验结果表明,颗粒阻尼器在正弦扫频和随机振动激励条件下有较好的减振效果,在开展的试验中扫频试验峰值衰减90％、随机振动试验峰值衰减76.89％.

摘要： 航道安全是我国建设21世纪"海上丝绸之路"的关键.为有效应对海域中的不安全事件,需要利用对地观测卫星建立海域监测系统.由于环境和人为的影响,基于单个卫星遥感器的信息具有较大的不确定性.设计了一种基于神经网络的学习型卫星信息在线融合方法,提高海域监测系统的效能.该方法通过离线学习方式建立融合模型,并且具有重调整机制,能够根据融合评估结果修正融合模型,适应环境和目标特征的变化.通过仿真实验进行了参数优化,证明了融合方法的有效性.

摘要： 近来在对地观测卫星系统的设计中,越来越多地采用冻结轨道,因为它能使卫星(作为一个质点)在不同时刻通过同一纬度时具有相同的运动特性,这就使得卫星在不同时刻经过同一地区所得到的遥感图片具有相同的几何特性.冻结轨道的特性是要求平偏心率为0,但现有的冻结轨道的偏心率矢量的调整方案大多采用拼凑的方法,没有形成统一的理论,本文基于多组轨控的方案,提出一套通用的轨控量分配方案,以用于冻结轨道的偏心率矢量的调整.

摘要： 采用高比能量锂离子蓄电池作为高分辨率对地观测卫星的贮能电源,可大幅减轻贮能电源和整星重量,提高卫星的机动性和使用效率.在对高比容量电极材料进行评测和分析,对电解液、隔膜等关键材料进行研究的基础上,通过特殊结构设计和电池工艺优化设计,所研制的空间锂离子蓄电池额定容量50Ah,常温0.1C比能量达到230Wh/kg以上(电压范围2.75V～4.2V),并对蓄电池进行了电性能、安全性能和环境力学性能的评估.目前蓄电池正在进行地面模拟低轨循环试验,相关可靠性试验需进一步验证.

摘要： 本文主要研究了天基信息的应用效能评估问题.本文利用Agent方法构建了卫星应用系统的数字化模型,并且从时效性和数据质量两个维度来设计卫星应用效能的评估指标体系.然后提出了基于层次分析法的卫星应用效能评估模型,最后对卫星应用效能评估进行仿真验证,本文研究成果可以为后续卫星应用效能的分析和评估提供参考.

摘要： 本文主要研究了天基信息的应用效能评估问题.本文利用Agent方法构建了卫星应用系统的数字化模型,并且从时效性和数据质量两个维度来设计卫星应用效能的评估指标体系.然后提出了基于层次分析法的卫星应用效能评估模型,最后对卫星应用效能评估进行仿真验证,本文研究成果可以为后续卫星应用效能的分析和评估提供参考.

摘要： 本文主要研究了天基信息的应用效能评估问题.本文利用Agent方法构建了卫星应用系统的数字化模型,并且从时效性和数据质量两个维度来设计卫星应用效能的评估指标体系.然后提出了基于层次分析法的卫星应用效能评估模型,最后对卫星应用效能评估进行仿真验证,本文研究成果可以为后续卫星应用效能的分析和评估提供参考.

摘要： 本文主要研究了天基信息的应用效能评估问题.本文利用Agent方法构建了卫星应用系统的数字化模型,并且从时效性和数据质量两个维度来设计卫星应用效能的评估指标体系.然后提出了基于层次分析法的卫星应用效能评估模型,最后对卫星应用效能评估进行仿真验证,本文研究成果可以为后续卫星应用效能的分析和评估提供参考.

摘要： 本发明提供了一种自由重构和协同观测的对地观测纳卫星集群系统。该系统包含四颗相同的纳卫星，具备分散态和聚集态两种基本形态。在分散状态下，通过四星的智能协同，可实现三种编队构型下的五种协同对地观测，包括垂轨拼接观测、多目标观测、沿迹拼接观测、接力凝视观测和同目标多角度观测。在聚集状态下，四星自由对接实现组合体的不同结构，从而完成观测视场的拼接和叠加。分散态的智能协同和聚集态的自由重构大幅提升了纳卫星系统的任务灵活性，使其更加适应广域观测和数据融合等应用需求。本发明解决了传统对地观测系统灵活性差，成本高等问题，可应用于多任务要求的对地观测。

摘要： 本发明属于遥感科学技术领域，公开了一种卫星对地观测中大气折射导致光线弯曲的改正方法，包括构建大气层模型，计算各个分层对应的大气折射率，计算各个分层大气折射导致目标点对应的地心角偏差，计算大气折射导致目标点对应的地心角总偏差、大气折射导致目标点的位移信息，建立卫星影像几何成像模型，计算大气折射导致光线弯曲对应的目标点地面坐标改正信息，计算大气折射导致光线弯曲对应的像点坐标改正信息。本发明解决了现有技术中高分辨率卫星影像的几何成像模型中系统误差较大的问题，能够有效提高卫星影像直接定位精度。

摘要： 本发明公开了本发明公开的一种对地观测LEO卫星数据博弈的缓存多路径传输方法，本发明通过以下技术方案予以实现：利用缓存节点GEO，当多个LEO同时与地面站(ES)建立联系时，通过利用ES Time Sharing Graph技术，计算每个LEO与ES的联系窗口时间TSi，根据TSi预留适当数据量，在LEO与ES联系窗口时间优先利用的前提下，其余数据，基于Stackelberg博弈模型得到多个LEO卫星节点在缓存节点GEO的数据缓存方案，然后利用LEO‑ES和LEO‑GEO‑ES两个传输路径，将对地观测数据传输到地面站。本发明提高了数据下载吞吐量、降低了系统整体的传输时延。

摘要： 本发明涉及一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，包括：根据地球同步轨道卫星的轨道数据预先计算出逐像素中心位置的经度和纬度，并存储于栅格数据文件中；将高分辨率数字高程数据作为几何精校正基准数据，在地球同步轨道卫星扫描区域内，沿海岸线生成高密度的地标点；通过开源科学计算库读取地球同步轨道卫星原始遥感影像数据，并输出为地理空间数据GeoTIFF格式；根据开源科学计算库将所获取的栅格数据文件信息和相关地理投影信息，以地理空间元数据的方式更新到存储有卫星影像的GeoTIFF文件中；通过地理空间数据作为遥感影像重投影的基本信息，完成地球同步轨道卫星遥感影像的几何校正。

摘要： 本发明涉及全金属铝板的对地观测微卫星构型结构及对地观测微卫星，对地观测微卫星构型结构包括均呈方形的顶板、底板、中隔板和侧板，中隔板的四个角的上表面和下表面分别固定有支撑柱，支撑柱与中隔板垂直固定连接，位于中隔板上表面的四根支撑柱的上端位于同一平面，位于中隔板下表面的四根支撑柱的下端位于同一平面；顶板的四个角分别与位于中隔板上表面的四根支撑柱的上端固定连接，底板的四个角分别与位于中隔板下表面的四根支撑柱的下端固定连接，中隔板的周侧边缘固定有侧板；顶板、底板以及侧板合围形成立方体结构，中隔板将立方体结构分隔成平台舱和载荷舱。本发明能够进行快速的构型布局和结构设计，缩短研制时间，生产周期短，成本低。

摘要： 本发明提供了一种自由重构和协同观测的对地观测纳卫星集群系统。该系统包含四颗相同的纳卫星，具备分散态和聚集态两种基本形态。在分散状态下，通过四星的智能协同，可实现三种编队构型下的五种协同对地观测，包括垂轨拼接观测、多目标观测、沿迹拼接观测、接力凝视观测和同目标多角度观测。在聚集状态下，四星自由对接实现组合体的不同结构，从而完成观测视场的拼接和叠加。分散态的智能协同和聚集态的自由重构大幅提升了纳卫星系统的任务灵活性，使其更加适应广域观测和数据融合等应用需求。本发明解决了传统对地观测系统灵活性差，成本高等问题，可应用于多任务要求的对地观测。

摘要： 本发明提供了多卫星对地协同观测的待观测任务确定方法，涉及对地卫星观测领域。本发明实施例提供的多卫星对地协同观测的待观测任务确定方法，其通过先使每个卫星中心均获取到相应的观测任务和每个受控卫星的星历，并且通过遗传算法，先针对每个卫星中心的观测任务和受控卫星的星历来计算每个卫星中心的全部受控卫星执行观测任务的第一任务集合，其中，第一任务集合中携带有每个卫星对每个任务的不同观测状态，在确定了每个卫星中心的第一任务集合之后再通过遗传算法来计算全部卫星中总观测收益的最大化和总能耗最低的优化解，则可以将第二任务集合作为指定卫星中心执行任务的参考，从而使用遗传算法完成搜索全局最优解的方案。

摘要： 本发明提供了多卫星对地协同观测的待观测任务确定方法及装置，涉及对地卫星观测领域。本发明实施例提供的多卫星对地协同观测的待观测任务确定方法，其通过先使每个卫星中心均获取到相应的观测任务和每个受控卫星的星历，并且通过遗传算法，先针对每个卫星中心的观测任务和受控卫星的星历来计算每个卫星中心的全部受控卫星执行观测任务的第一任务集合，在确定了每个卫星中心的第一任务集合之后再通过遗传算法来计算全部卫星中总观测收益的最大化和总能耗最低的优化解，也就是第二任务集合，如果第二任务集合满足预先设定的优化条件，则可以将第二任务集合作为指定卫星中心执行任务的参考，从而使用遗传算法完成搜索全局最优解的方案。

摘要： 一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，包括卫星结构(1)、卫星光学载荷一(2)、卫星光学载荷二(3)、卫星光学载荷三(4)、可展开式数传天线(5)、可展开式太阳翼(6)，卫星结构(1)包括对接环(101)、平台舱、载荷舱，卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三以品字形阶梯分布于卫星结构上，卫星光学载荷一安装于卫星结构的载荷舱顶板上，卫星光学载荷二、卫星光学载荷三均安装于卫星结构的载荷舱底板上，可展开式数传天线通过二维转动实现信号接收与发送，对称设置于卫星结构的前侧板的左右两侧，可展开式太阳翼收拢后对称固定于卫星结构的左侧板、右侧板上。

摘要： 本发明的一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法，计算多个时间点处的卫星轨道根数和星下点与目标点的地面距离；对比相邻时间点处星下点与目标点的地面距离，得到所有存在地面距离极小值点的区间；在各区间内采用一维搜索算法求解星下点与目标点地面距离的极小值和对应的时刻；若某个区间内的地面距离极小值小于等于卫星对地观测的等效幅宽，则相应时刻为卫星观测目标的过顶时刻；对所有过顶时刻按时间先后次序排序，得到指定时段内卫星观测地面目标的所有过顶时刻；本发明首先查找过顶时刻可能区间，利用一维搜索算法在较小区间内精确获得过顶时刻，避免了对过顶时刻的大范围重复搜索计算，具备计算速度快、计算精度高、适应度广的优点。