微小衛(wèi)星智能化星務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)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(wù)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(wù)系統(tǒng)設(shè)計中任務(wù)調(diào)度分配、溫度測量冗余設(shè)計、遙感圖像壓縮編碼、故障診斷等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。 首先，運用“合一－閾值”啟發(fā)式調(diào)度方法對星務(wù)系統(tǒng)任務(wù)進行了分配，針對“合一－閾值”啟發(fā)式調(diào)度算法處理任務(wù)數(shù)量有限、難以獲得任務(wù)分配最優(yōu)解的缺點，研究了基于遺傳算法的任務(wù)調(diào)度分配

2、方法，得到了任務(wù)分配的最優(yōu)解。為了實現(xiàn)星務(wù)系統(tǒng)任務(wù)的動態(tài)調(diào)度，并且在調(diào)度中充分考慮任務(wù)的偏序關(guān)系、不同任務(wù)執(zhí)行條件，本文提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能化動態(tài)任務(wù)調(diào)度方法。該方法根據(jù)任務(wù)的偏序關(guān)系對任務(wù)進行分類，根據(jù)當前的光照等條件自動決策當前的任務(wù)需求，實現(xiàn)了任務(wù)的動態(tài)調(diào)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(shè)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(shè)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(shè)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(wù)，需要通過多個傳感器給出溫度區(qū)域的估計值。本文應(yīng)用基于算術(shù)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(shù)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(wù)和探索性任務(wù)兩個任務(wù)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(yù)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(yù)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