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[发明专利]一种小卫星对地快速凝视指向跟踪控制方法及装置-CN202310610883.7在审
发明人：张斌斌;李东旭;连一君;吴国福;吴军 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2023-05-26 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种小卫星对地快速凝视指向跟踪控制方法及装置，本发明方法包括：分别计算小卫星对地凝视的参考指向姿态四元数和参考姿态角速度；计算卫星当前姿态四元数和参考指向姿态四元数之间的偏差作为误差四元数，计算卫星当前指向姿态角速度和参考指向姿态角速度之间的偏差作为角速度偏差；结合误差四元数和角速度偏差，基于设计的自适应饱和控制律计算卫星姿态控制量以控制小卫星的卫星姿态。本发明旨在实现小卫星在轨对地面指定目标进行持续地高精度凝视观测，满足持续凝视跟踪控制对姿态机动快速性和凝视指向的高精度需求，有效提高了卫星平台凝视控制能力。
一种卫星快速凝视指向跟踪控制方法装置

[发明专利]响应激活与待命潜伏结合的卫星在轨运行方法和装置-CN202110214640.2有效
发明人：曾国强;连一君;吴国福;张育林;李志军;袁福 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： B64G1/44 文献下载
摘要：本申请涉及一种响应激活与待命潜伏结合的卫星在轨运行方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：通过在卫星的结构表面设置多面太阳能电池阵，定义最小系统，在无任务执行时，进入潜伏模式，在潜伏模式，卫星姿态进入不受控的慢旋状态，且多面太阳能电池阵至少存在一个面受晒，为最小系统的正常工作提供能量输入。潜伏模式下，姿态测量与控制系统不用长期开机，降低了空间辐照对电子元器件的影响，以及高速旋转对动量轮轴承带来的磨损，可大幅提高姿态测量与控制设备的工作寿命；同时减小了姿态控制软件故障导致卫星姿态失稳带来卫星能源不足情况出现的可能性。本发明所提出的卫星运行方法可提高卫星能源利用效率和卫星运行的可靠性。
响应激活待命潜伏结合卫星运行方法装置

[发明专利]一种集群多星单目标凝视姿态协同控制方法及系统-CN201910326252.6有效
发明人： 连一君;孟云鹤;蒋小勇;项军华 -专利权人：湖南航升卫星科技有限公司
申请日： 2019-04-23 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供一种集群多星单目标凝视姿态协同控制方法及系统，包括：获取目标点状态以及集群中各个卫星的实际姿态四元数、角速度、轨道状态；获取集群中各个卫星的期望姿态四元数与期望角速度；对于集群中每一颗卫星，获取其姿态四元数偏差信号与角速度偏差信号；对于集群中任意两颗卫星，结合两个姿态四元数偏差信号产生偏差姿态四元数的偏差信号，结合两个角速度偏差信号产生偏差角速度的偏差信号；生成集群中多颗卫星之间相互协同的控制力矩。通过不同卫星之间的偏差姿态四元数的偏差信号与偏差角速度的偏差信号生成多颗卫星之间相互协同的控制力矩，达到多卫星协同控制的效果。本发明应用于天基态势感知领域。
一种集群多星单目标凝视姿态协同控制方法系统

[发明专利]一种视频卫星的地面目标检测方法及装置-CN202110660757.3在审
发明人：吴建军;吴国福;张育林;曾国强;袁福;李志军;连一君;程谋森 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-06-15 - 公布日： 2021-09-17 - 主分类号： G01S19/48 文献下载
摘要：本申请涉及一种视频卫星的地面目标检测方法及装置。所述方法包括：根据广角摄像机拍摄到的第一视频信息，得到卫星当前的姿态信息；根据姿态信息，对卫星的姿态进行调整，以建立对地姿态；在建立对地姿态之后，根据宽视场摄像机拍摄到的第二视频信息，确定待监测区域的目标对象；当目标对象为监测目标时，通过高分辨率摄像机对所述监测目标进行跟踪拍摄，得到第三视频信息；将第一视频信息、第二视频信息以及第三视频信息通过宽波束天线实时传输至地面接收站。采用本方法能够实时对目标进行动态监测。
一种视频卫星地面目标检测方法装置

[发明专利]一种同时同频全双工测控应答机-CN201811074293.2有效
发明人：袁福;范才智;吴国福;吴军;李志军;连一君;张斌斌 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2018-09-14 - 公布日： 2021-07-02 - 主分类号： H04L25/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种同时同频全双工测控应答机，包括被动自干扰抵消模块、射频自干扰抵消模块、收发通道和数字信号处理模块；被动自干扰抵消模块利用空间信号衰减或器件隔离方式实现对进入接收机的自干扰信号进行衰减，射频自干扰抵消模块采用LMS算法或RLS算法在模拟域实现对自干扰信号的二级抵消；收发通道模块的发送通道实现对已调制的数字信号进行数模变换、滤波、上变频和功率放大功能，接收通道实现对接收信号的滤波、下变频和自动增益控制及模数变换等功能；数字信号处理模块在数字域实现对信号的数字处理，包括数字上下变频、数字调制解调、滤波和数字自干扰抵消等功能。本发明达到了节约了频带资源的目的。
一种同时双工测控应答

[发明专利]一种用于火箭推力故障模式下自主控制的平衡飞行理论方法-CN202011162819.X在审
发明人：孟云鹤;陈琪锋;罗宗富;连一君 -专利权人：深圳三零三防务科技有限公司
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2021-02-23 - 主分类号： F42B15/01 文献下载
摘要：本发明公开一种用于火箭推力故障模式下自主控制的平衡飞行理论方法，首先对火箭在推力故障下进行飞行运动分析，获得火箭在径向和周向的受力情况，以及对火箭高度和速度的作用效果；其次对火箭连续机动变轨的飞行力学过程建立动力学模型，获得火箭飞行的动力学方程；接着对火箭的状态进行判断得到火箭的飞行状态(基于平衡飞行理论)；最后对火箭进行自主制导控制。应用本发明方案，可以有效解决火箭在发动机推力下降故障模式下的在线自主制导控制，并给出了解析理论，可适应不同参数类型火箭和故障模式，计算量小，适合于在线应用。
一种用于火箭推力故障模式自主控制平衡飞行理论方法

[发明专利]一种基于平衡飞行理论的运载火箭轨道高度保持控制方法-CN202011162810.9在审
发明人：孟云鹤;连一君;罗宗富;陈琪锋 -专利权人：深圳三零三防务科技有限公司
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： F42B15/01 文献下载
摘要：本发明公开一种基于平衡飞行理论的运载火箭轨道高度保持控制方法，首先，基于平衡理论(包含平衡飞行和准平衡飞行等模式)对火箭进行自主制导控制；其次，获取加速度径向附加控制量；最后，根据加速度径向附加控制量获得加速度倾角附加控制量，继而获得考虑轨道高度保持控制的推力加速度倾角。该控制方法具有精度高、计算量小的特点，且可以满足箭载计算机实时计算的工程应用需求，实用性强。
一种基于平衡飞行理论运载火箭轨道高度保持控制方法

[发明专利]一种基于平衡飞行理论的运载火箭在线飞行程序重构方法-CN202011162821.7在审
发明人：孟云鹤;罗宗富;连一君;陈琪锋 -专利权人：深圳三零三防务科技有限公司
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开一种基于平衡飞行理论的运载火箭在线飞行程序重构方法，包括以下步骤：首先，计算火箭的初始瞬时射程角速度和目标圆形轨道的飞行角速度；其次，将初始瞬时射程角速度至目标圆形轨道的飞行角速度作为边界点，划分成多个采样点；接着，计算各采样点对应的推力加速度倾角和时间递推值，根据瞬时射程角速度和时间递推值计算各采样点的射程角；最后，获取各采样点的飞行程序角，完成飞行程序的重构。本发明针对运载火箭在大气层外飞行段遭遇非致命推力系统故障背景，结合平衡飞行理论(包括平衡飞行、准平衡飞行等模式)，给出在线飞行程序重构的快速算法，优点在于计算量小、生成速度快，适用于箭载计算机故障模式的处置程序，将有效提高火箭的自主性和智能性。
一种基于平衡飞行理论运载火箭在线程序方法

[发明专利]一种基于平衡飞行理论的运载火箭在线入轨能力评估方法-CN202011162857.5在审
发明人：孟云鹤;陈琪锋;连一君;罗宗富 -专利权人：深圳三零三防务科技有限公司
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开一种基于平衡飞行理论的运载火箭在线入轨能力评估方法，首先对火箭运动进行动力学分析并对火箭的动力系统故障进行辨识，并获取故障模式下的推力加速度时间函数；其次对火箭的推力加速度进行判断，得到火箭的飞行状态，包含平衡飞行状态、准平衡飞行状态及火箭进入大气层坠毁；接着估算当前火箭实际燃料水平具有的速度冲量和火箭入轨所需总速度增量；最后对当前火箭实际燃料水平具有的速度冲量和火箭入轨所需总速度增量进行比较，精确判断火箭能否挽救；针对能挽救的情况，给出可行的制导方案。
一种基于平衡飞行理论运载火箭在线能力评估方法

[发明专利]天基空间运动目标跟踪指向卫星姿态控制方法及系统-CN201910207318.X有效
发明人： 连一君;项军华 -专利权人：湖南航升卫星科技有限公司
申请日： 2019-03-19 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提供一种天基空间运动目标跟踪指向卫星姿态控制方法及系统,包括以下步骤：S1、获取当前时刻的卫星轨道状态、姿态四元数和角速度和空间运动目标轨道状态；S2、使空间运动目标在卫星相机视场中，获取期望卫星姿态下的姿态四元数与卫星体坐标系三轴的空间单位矢量；S3、获取期望卫星姿态下的卫星体坐标系三轴的空间单位矢量的时间导数；S4、根据期望卫星姿态下的卫星体坐标系三轴的空间单位矢量及单位矢量的时间导数计算期望角速度；S5、根据期望卫星姿态下的期望角速度与姿态四元数计算卫星的控制力矩，并根据控制力矩对卫星进行姿态调控。最大程度保证了相机视场对运动目标的捕获。本发明应用于天基态势感知领域。
空间运动目标跟踪指向卫星姿态控制方法系统

[发明专利]等时间间隔快速重访卫星星座构型优化设计方法-CN201610514705.4有效
发明人：项军华;李泰博;张学阳;胡斯惠;连一君;税海涛;吴国福;韩大鹏;高玉东;袁福;李志军 -专利权人：中国人民解放军国防科学技术大学
申请日： 2016-07-04 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提供一种等时间间隔快速重访卫星星座构型优化设计方法，该方法以实现对任务目标的等时间间隔快速重访为设计目标，采用低倾角回归Walker星座为基本构型，将卫星数目、轨道高度、重访时间间隔、以及单颗卫星的覆盖特性、机动能力以及光学成像性能等指标作为优化约束条件，基于多岛遗传算法以较少的卫星实现了对指定目标的等时间间隔快速重访。采用该方法设计的卫星星座具有对目标区域实现等时间间隔快速重访的优点，优化得到的卫星星座能够符合任务需求和各项设计约束，可作为快速响应卫星星座部署的参考方案。
时间间隔快速重访卫星星座构型优化设计方法

[发明专利]视场方向可调的卫星对地凝视姿态控制方法-CN201610532747.0有效
发明人：黄富强;连一君;曾国强;李志军;袁福;税海涛;高玉东;项军华;吴国福;韩大鹏 -专利权人：中国人民解放军国防科学技术大学
申请日： 2016-07-07 - 公布日： 2018-02-02 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种视场方向可调的卫星对地凝视姿态控制方法，包括以下步骤1)给定的卫星轨道状态、地面点空间坐标、相机参数以及指定视场方向对应的当地方向矢量；2)计算期望的凝视姿态四元数和角速度；3)计算误差四元数与误差角速度；4)设计飞轮控制律。通过本发明可实现视场方向可调卫星对地凝视姿态控制，既保证图像在相机视场中不发生旋转，又确保凝视成像过程中相机视场某一方向始终指向设计的当地方向矢量，便于进行图像观察与分析。该方法算法简单，运算量小，易于工程实现，具有较高的指向控制精度和较好的指向稳定度。
视场方向可调卫星凝视姿态控制方法

[发明专利]一种对非合作运动目标跟踪成像的视频卫星姿态控制方法-CN201610497969.3有效
发明人：项军华;张学阳;崔凯凯;曾国强;李泰博;张琦;税海涛;吴国福;李志军;袁福;高玉东;连一君;韩大鹏 -专利权人：中国人民解放军国防科学技术大学
申请日： 2016-06-29 - 公布日： 2017-12-19 - 主分类号： G06T7/20 文献下载
摘要：针对视频卫星对非合作运动目标的跟踪成像问题，本发明提供了一种对非合作运动目标跟踪成像的视频卫星姿态控制方法，首先给出了视频卫星跟踪成像时姿态调整对图像的影响公式，基于此提出了一种考虑了执行机构滞后性的跟踪成像反馈控制策略，并设计了控制器。实际应用中，将由该方法计算得到的控制量传输至执行机构即可实现对非合作运动目标跟踪成像的姿态控制功能。实践表明，由该方法控制的闭环系统能够实现对非合作运动目标的跟踪成像。
一种合作运动目标跟踪成像视频卫星姿态控制方法

[发明专利]一种对空间合作目标跟踪成像的卫星姿态控制方法-CN201610498033.2有效
发明人：项军华;张学阳;李泰博;曾国强;张琦;崔凯凯;税海涛;吴国福;李志军;袁福;高玉东;连一君;韩大鹏 -专利权人：中国人民解放军国防科学技术大学
申请日： 2016-06-29 - 公布日： 2017-05-31 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种对空间合作目标跟踪成像的卫星姿态控制方法，首先确定成像时间窗口需满足的条件，并由给定的卫星轨道状态和目标轨道信息计算期望姿态四元数和角速度，进而计算姿态跟踪误差四元数与实际角速度与期望角速度之间的误差量，然后建立姿态动力学模型，最后选取控制律参数，计算飞轮力矩控制量。该方法基于姿态的四元数表示，避免了大角度姿态运动时使用欧拉角可能出现的奇异问题。且该方法算法简单，运算量小，易于工程实现，具有较高的指向控制精度和较好的指向稳定度。
一种空间合作目标跟踪成像卫星姿态控制方法

[发明专利]视频卫星姿态运动图像补偿方法-CN201610494336.7有效
发明人：项军华;张学阳;张琦;曾国强;李泰博;崔凯凯;税海涛;吴国福;李志军;袁福;高玉东;连一君;韩大鹏 -专利权人：中国人民解放军国防科学技术大学
申请日： 2016-06-29 - 公布日： 2017-04-26 - 主分类号： H04N5/232 文献下载
摘要：本发明公开了一种视频卫星姿态运动图像补偿方法，其根据卫星姿态运动信息，得到当前帧时刻相对于上一帧时刻的姿态欧拉角，或者相对于过去某一时刻的姿态欧拉角，从而对之前已获得的图像或目标运动轨迹补偿姿态运动。该方法算法简单，给出了工程实践中常见的简化情况，运算量小。该方法可将已得到的图像或轨迹变换到当前的图像坐标系下，便于进行图像观察与分析。
视频卫星姿态运动图像补偿方法

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