微小衛(wèi)星智能化星務系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、無論是微小衛(wèi)星的單星運行還是編隊飛行或者組成星座系統(tǒng)，都對星務系統(tǒng)的智能性和自主性提出了越來越高的要求。本文以南航正在研制的“天巡一號”微小衛(wèi)星為研究對象，對其星務系統(tǒng)設計中任務調度分配、溫度測量冗余設計、遙感圖像壓縮編碼、故障診斷等關鍵技術進行了研究。 首先，運用“合一－閾值”啟發(fā)式調度方法對星務系統(tǒng)任務進行了分配，針對“合一－閾值”啟發(fā)式調度算法處理任務數(shù)量有限、難以獲得任務分配最優(yōu)解的缺點，研究了基于遺傳算法的任務調度分配

2、方法，得到了任務分配的最優(yōu)解。為了實現(xiàn)星務系統(tǒng)任務的動態(tài)調度，并且在調度中充分考慮任務的偏序關系、不同任務執(zhí)行條件，本文提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的智能化動態(tài)任務調度方法。該方法根據(jù)任務的偏序關系對任務進行分類，根據(jù)當前的光照等條件自動決策當前的任務需求，實現(xiàn)了任務的動態(tài)調度。 根據(jù)微小衛(wèi)星溫度遙測點多，僅用硬件進行冗余備份設計會給微小衛(wèi)星帶來重量、功耗和體積的增加等問題，本文提出一種基于數(shù)據(jù)融合的冗余設計方法。根據(jù)傳感器的分布

3、位置，將傳感器劃分為多個組，同組傳感器通過數(shù)據(jù)融合的方法相互提供參考，給出每個傳感器測量值的可信度。在可信度較低時，對其測量值不予使用，這種冗余設計方法提高了溫度測量的可靠性。 衛(wèi)星在正常運行中，為了減少下傳通信數(shù)據(jù)量，簡化遙測監(jiān)控任務，需要通過多個傳感器給出溫度區(qū)域的估計值。本文應用基于算術平均和分批估計的方法和基于Bayes參數(shù)估計的方法對區(qū)域溫度進行估計，得到了比算術平均更高的估計精度。特別是在存在故障傳感器的情況下，仍然

4、能夠得到較高的估計精度。 “天巡一號”微小衛(wèi)星在基本任務和探索性任務兩個任務階段中可分別得到普通遙感圖像和偵察遙感圖像。對于普通遙感圖像，本文研究了預測編碼+YEZW圖像壓縮方法，將圖像經(jīng)過小波變換后的小波系數(shù)的高頻部分和低頻部分分開來進行處理，低頻系數(shù)部分由于包含了大部分的圖像信息能量，因此采用幾乎無損的預測編碼方式，高頻數(shù)據(jù)采用YEZW編碼方式，在相當?shù)膲嚎s比條件下，提高了壓縮圖像的峰值信噪比。 對于偵察遙感圖像從最