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微卫星应用中太阳能热推进系统的成本分析
摘要: 近年来,卫星设计趋向小型化以降低发射与执行太空任务的相关成本。小型卫星为太空任务提供了低成本平台,但这种低成本是以牺牲关键子系统(如推进系统)为代价的——由于可用机载体积有限且存在质量限制。因此,亟需开发小型化、轻量化、高性能且经济适用的推进系统。然而目前关于推进技术成本比较的研究十分有限?;谏鲜鎏粽?,本文旨在从成本与应用角度对适用于小型卫星的推进技术进行对比分析。研究针对三种任务场景(小型轨道机动、位置保持和月球轨道转移任务)考察了不同推进系统,通过综合九项影响推进系统总成本的变量(如推进剂质量、安全性和硬件价格等)构建总评估指标,以此定量比较各类推进系统在不同任务场景中的成本效益解决方案。虽然太阳能热推进技术已被提议用于小型卫星应用,但目前尚无单一报告汇总相关技术方案。因此,本文另一目标是向读者综述太阳能热推进技术的现状。本研究的重要发现是对推进系统按推力、比冲、成本及应用场景进行了分类。
关键词: 太阳能热推进、低成本推进系统、小型卫星
更新于2025-09-23 15:21:01
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改进的基于三角形的低成本星跟踪器星图识别算法
摘要: 基于三角构型的星体识别算法更适合低成本星敏感器,因为其有效运行所需的视场内星体密度更低。本文提出一种改进的、基于"LIEBE"三角算法的星图识别算法。该研究的主要贡献有两点:首先提出了数据库构建中星体三元组选择的新策略;其次为模式生成过程设计了参考星体的新筛选标准。我们开发了星空仿真程序,重点评估算法在不同噪声条件下的鲁棒性。结果表明:该算法整体识别率有所提升,对缺失星体具有更强的鲁棒性,对星等噪声的处理效率更高。此外,尽管依赖更精确的相机和验证流程,本算法与近期提出的三角算法相比展现出相当的鲁棒性。为评估算法性能,我们在基于ARM Cortex-M4处理器的数据处理单元(DPU)原型上实现了该算法。这部分内容讨论了主要设计决策并展示了DPU的硬件架构。当采用精简的星载数据库时,该算法在ARM平台上展现出良好的运行时效。
关键词: 小型卫星、星跟踪器、硬件实现、星图识别、星表优化、星体识别
更新于2025-09-22 20:50:48
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 评估Cu<sub>3</sub>AsS<sub>4</sub>光伏系统的潜在环境影响
摘要: 我们提出应用状态空间技术构建新型耦合信息物理系统(CPS)模型,并采用反馈控制动态调节CPS资源使用与性能。通过研究增益调度离散线性二次调节器控制器和前向传播Riccati基控制器来处理离散时变系统。以小型卫星(立方星)应用为例开展抗扰动案例研究,实时调整姿态控制所需资源以最大化其他计算任务的可用性,从而验证本方法的价值。通过量化物理系统误差、控制能耗及信息资源利用率的指标集评估CPS性能,并与传统定频最优控制策略进行对比。结果表明:所提出的耦合CPS模型与控制器能实现与定频最优控制策略相当的物理系统性能,同时具有更小的控制能耗和显著降低的计算资源占用。
关键词: 反馈、指标、立方体卫星、小型卫星、协同调控、信息物理系统(CPS)、低地球轨道卫星
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用硅光子光电二极管的300 GHz正交相移键控与QAM16 56 Gbps无线数据链路
摘要: 我们提出应用状态空间技术构建新型耦合信息物理系统(CPS)模型,并采用反馈控制动态调节CPS资源使用与性能。通过研究增益调度离散线性二次调节器控制器和前向传播Riccati基控制器来处理离散时变系统。以小型卫星(CubeSat)应用为例开展抗扰动案例研究,实时调节姿态控制所需资源以最大化其他计算任务的可用性,从而验证本方法的价值。通过量化物理系统误差、控制能耗以及信息资源利用率的指标体系评估CPS性能,并与传统固定速率最优控制策略进行对比。结果表明:所提出的耦合CPS模型与控制器能实现与固定速率最优控制策略相当的物理系统性能,同时具有更小的控制能耗和显著降低的计算资源占用。
关键词: 反馈、指标、立方体卫星、小型卫星、协同调控、信息物理系统(CPS)、低地球轨道卫星
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用德国航空航天中心(DLR)实验性TET-1卫星对2015年维利亚里卡火山喷发的监测
摘要: 维利亚里卡火山是南安第斯火山带最活跃的火山之一。本文通过分析德国航空航天中心(DLR)小型实验卫星"技术试验载体-1号"(TET-1)获取的九幅卫星影像,展示了2015年3月3日喷发前后时段的监测结果?;谟隩ET-1数据获取时间间隔最短的先进星载热发射和反射辐射仪(ASTER)全球发射率数据库(GDEM)及中分辨率成像光谱仪(MODIS)水汽数据,本文提出了TET-1数据的大气校正方法。随后在亚像元级别提取了检测到的热异常点的温度、覆盖面积和辐射功率,并与MODIS及可见光红外成像辐射仪套件(VIIRS)数据的观测结果进行对比。在喷发前九天即检测到热异常现象。2015年3月3日喷发后辐射功率下降,但在2015年4月25日又观察到更强的辐射功率上升。此外,研究显示TET-1影像能清晰捕捉到喷发相关的火山灰对维利亚里卡火山冰川的覆盖情况。为进行对比,同时分析了Landsat-8影像数据。认为未来可从TET-1热数据中提取的信息将用于支持和补充对活火山的地面观测。
关键词: 火山热异常、变化检测、维利亚里卡火山、小型卫星、FireBIRD、TET-1
更新于2025-09-04 15:30:14