通讯受限下分布式SAR的轨道协同和波束同步控制

发布时间：2021-09-01 22:53

　　星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是当前对地观测的重要手段之一,在小卫星及其编队技术快速发展的背景下,分布式SAR卫星编队系统因其独特的优势和广阔的应用前景得到越来越多的关注。在分布式SAR系统中,编队构型设计、轨道构型维持和波束同步控制是当前研究的主要内容。本文在一定任务背景下,对上述关键问题展开研究。首先介绍了航天器编队的构成机理,并针对地面动目标检测（GMTI）任务设计了两种编队构型。对卫星编队的基本概念、相关坐标系和编队构型参数进行了简要介绍,针对GMTI任务提出了沿航迹编队和空间对称编队两种构型,分别以可测速比和时效比作为性能指标,通过遗传算法优化得到了编队构型参数,并对优化的编队构型进行性能分析,证明了多基线分布式SAR系统的性能优势。然后在考虑星间通讯时延和外界扰动的情况下,设计了一种姿轨耦合的六自由度控制器。通过航天器相对运动的动力学与运动学方程推导出了六自由度的相对运动方程以及关于状态误差的运动方程,接着在存在通讯时延与外界扰动的情况下,提出了一种姿轨耦合的航天器六自由度协同控制方法,并针对此前优化得到的编队构型对姿轨耦合控制... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TechSat21空间构型图

图 1-1 TechSat21 空间构型图拟的大卫星，另有 5 颗卫星作为备份；在低轨的星座，分布在 7 个轨道面上，轨道队小卫星均小于 100kg，预计项目总经费三分之一，并且可以实现传统单星 SAR 目与传统方案相比大幅降低了成本，但

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文于轨道共面，所以在轨道构型维持相干的干涉图像，具有更高的观R 系统由于系统简单，所以还能有的基础上，德国宇航中心（DLR）提 同样采用主从式的系统结构和一小卫星相对主星的运动轨迹平行的沿航向基线和可调整的距离向势。

【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式星载SAR系统时间同步和波束同步误差分析[J]. 李航舰,王宇,邓云凯,王伟,张衡.  雷达学报. 2018(02)
[2]干涉SAR多基线分析与设计[J]. 陈国忠,赵迪,王晓鹏,侯雨生,陈亮,张德新.  上海航天. 2016(06)
[3]快速super twisting算法及其在飞翼布局无人机姿态控制上的应用[J]. 谭健,周洲,祝小平,许晓平.  控制与决策. 2016(01)
[4]InSAR编队卫星波束同步姿态策略分析[J]. 槐超,王文妍.  上海航天. 2015(02)
[5]卫星编队飞行相对位置自适应协同控制[J]. 黄勇,李小将,王志恒,李兆铭.  宇航学报. 2014(12)
[6]基于极化干涉SAR反演植被高度的改进三阶段算法[J]. 许丽颖,李世强,邓云凯,王宇.  雷达学报. 2014(01)
[7]带时延和拓扑切换的编队卫星鲁棒协同控制[J]. 张保群,宋申民,陈兴林.  宇航学报. 2012(07)
[8]航天器姿轨耦合自适应同步控制[J]. 铁钰嘉,杨伟,岳晓奎.  西北工业大学学报. 2012(01)
[9]一种基于信息一致性的卫星编队协同控制策略[J]. 张博,罗建军,袁建平.  航空学报. 2010(05)
[10]星载InSAR编队波束同步策略[J]. 贺东雷,曹喜滨.  宇航学报. 2009(05)

博士论文
[1]高分辨星载SAR干涉/极化处理关键技术研究[D]. 李锦伟.西安电子科技大学 2015
[2]分布式SAR动目标成像关键技术研究[D]. 李晨雷.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于代数图论的多航天器编队协同控制方法研究[D]. 郭海波.哈尔滨工业大学 2015
[4]航天器编队飞行分布式协同控制方法研究[D]. 周稼康.哈尔滨工业大学 2012
[5]星载雷达GMTI系统与信号处理研究[D]. 杨凤凤.国防科学技术大学 2007
[6]分布式卫星编队构形控制研究[D]. 郝继刚.国防科学技术大学 2006

硕士论文
[1]基于分布式卫星的运动目标的检测与参数估计[D]. 叶浩.哈尔滨工业大学 2015
[2]编队干涉SAR对地测绘任务规划方法研究[D]. 王聪.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3377797