薛梦轩—通信卫星有效载荷技术共39页
中科院七大载荷助力风云三号D星观测“风云”
涉探 测技术 ，实现对地 气系统的高光 谱分辨率 红外观测 。通 过 ６ ０ ｍｍ 有效 大 口径 、每秒 ４辐的快速光谱 探测 ，可 以在
３ ． ９ ２ ￣１ ５ ． ３ ８ 红外光谱波段 范围的 １ ３ ７ ０个通道均 实现 ０ ． ６ ２ ５波数的探测能 力，对大气进行分 层精细观测 。它可使我 国大气温度和大 气湿度廓线反演精度 在现基础 上提高 １倍 以上 ，接轨 国际先进水平 。研制团 队在 实现高精度甚 长波红外 多元探测 的同 时，首次 在 国内实现 中波波段 锑化铟材 料光伏探 测器 的高 性能航天应 用；此外还 实现了仪器 研制和用 户预 处 理的协 同研 究，有效提升 了仪器 定量化水平 。 中科 院国家 空间科学 中心承担 了微波 湿度计 、全球 导航卫 星掩 星探 测仪 、空间环境监 测器 、电离 层光度 计 ４台主 载荷 的研制 任务 。微波 湿度计是 风云三号 气象卫 星的重 要载荷 ，探 测全球大气 温湿 度分布 、台风 、暴 雨等灾 害性 天气 现 象 ，对 中长 期数值天 气预报 和全球气 候变化 研究具 有重要 作用。风云三号 Ｃ 、 Ｄ 星上 的微 波湿度 计是 Ａ 、 Ｂ 星的 升 级换代 产品 。在 国际上首次 采用 了下视方式 １ ｌ ８ ＧＨｚ进行 对地观 测，实现 了温度和湿 度的 同步 观测 ，探测 数据被植 入 欧洲 中期天气 预报 中心预报 模式 ，与 欧洲、美国 的卫星一 同在 全球气象 服务 中发 挥主导作 用 。空 间环境 监测器用 于监测 卫星轨道空 间的质子、重 离子和高 能电子，实测粒子 引起 的辐射剂量效应 、表 面电位效应等 ，开展空间环境及 其效应的综 合探测 。通 过提供空 间天 气监测信 息，为航天器安全保 障服务 。 Ｄ 星空 间环境 监测器采 用了新型 传感 器并进行 了设计改
有效载荷方案
有效载荷方案第1篇有效载荷方案一、方案背景随着我国航天事业的飞速发展，有效载荷技术在各类航天器中发挥着日益重要的作用。
为确保有效载荷的稳定运行与高效利用，结合项目需求，制定本方案。
本方案旨在规范有效载荷的选型、设计、制造、测试及运维等环节，确保合法合规，提高航天器整体性能。
二、方案目标1. 确保有效载荷选型的科学性、合理性和先进性；2. 保证有效载荷设计与制造质量，满足性能指标要求；3. 规范有效载荷测试流程，确保测试覆盖全面、结果可靠；4. 提高有效载荷运维效率，降低故障率。
三、方案内容1. 有效载荷选型（1）根据项目需求，明确有效载荷的功能、性能、质量、体积、功耗等指标要求；（2）开展国内外相关技术调研，分析现有技术的优缺点，筛选符合要求的有效载荷技术；（3）组织专家评审，对候选有效载荷技术进行评估，确定最终选型。
2. 有效载荷设计（1）依据选型结果，开展有效载荷详细设计，明确设计输入；（2）遵循国家及行业标准，确保设计合法合规；（3）采用模块化、通用化设计原则，提高设计可靠性和可维护性；（4）开展设计评审，确保设计输出满足项目需求。
3. 有效载荷制造（1）选择具备资质的制造商，签订制造合同；（2）监督制造商按照设计文件和标准工艺进行生产；（3）对关键工序和重要部件进行质量把关，确保制造质量；（4）组织中间验收，对制造过程进行质量控制。
4. 有效载荷测试（1）制定详细的测试方案，包括测试项目、方法、设备、人员等；（2）按照测试方案开展有效载荷功能、性能、环境适应性等测试；（3）对测试数据进行分析，评估有效载荷性能指标；（4）编制测试报告，总结测试结果，为后续改进提供依据。
5. 有效载荷运维（1）制定有效载荷运维规程，明确运维职责、流程和措施；（2）建立故障诊断和应急处理机制，提高故障处理效率；（3）定期开展运维培训，提高运维人员技能水平；（4）收集运维数据，进行数据分析，优化运维策略。
四、方案实施与监督1. 设立项目组，明确各阶段责任人；2. 制定详细实施计划，明确时间节点、任务要求和验收标准；3. 强化过程监督，对关键环节进行质量控制；4. 定期组织项目汇报，及时解决项目实施过程中的问题；5. 验收合格后，对项目进行总结，形成经验教训。
风云三号_E_星空间环境载荷综合探测技术
北京大学学报(自然科学版) 第60卷 第1期 2024年1月Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 60, No. 1 (Jan. 2024)doi: 10.13209/j.0479-8023.2023.096风云三号E星空间环境载荷综合探测技术沈国红1,2,†黄聪3,4张鹏飞5张效信3,4王金华5李佳薇3,4宗位国3,4张珅毅1,2张贤国1,2孙越强1,2杨勇5张焕新1,2邹鸿6王劲东1,2孙莹1,2白超平1,2田峥1,21.中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190;2.北京市空间环境探测重点实验室, 北京 100190;3.中国气象局国家卫星气象中心北京市空间天气重点实验室, 北京 100081; 4.许健民气象卫星创新中心, 北京 100081; 5.上海卫星工程研究所, 上海 201109; 6.北京大学地球与空间科学学院, 北京摘要针对中国风云三号卫星运行的低地球太阳同步轨道, 开展空间环境及粒子辐射效应监测, 提出基于空间环境监测器Ⅱ型载荷的综合探测技术。
在各载荷技术指标的地面研制过程中, 通过标准放射源、等效信号源、粒子加速器和标准磁场等不同方式进行标定和实验验证。
结果表明, 多方向全能谱粒子探测的能量范围为30keV~300MeV, 精度优于10%; 磁场强度测量范围为−65023~+65023nT, 精度优于0.73nT; 电位探测范围为−32.4~+23.7kV, 灵敏度优于10V; 辐射剂量探测范围为0~3×104rad(Si), 灵敏度优于8.3rad(Si)。
通过空间环境监测器Ⅱ型载荷对卫星运行轨道上的粒子辐射环境、原位磁场矢量变化、辐射剂量累积以及卫星表面电位变化等进行观测, 可以为航天活动、卫星设计、空间科学研究及空间天气预警预报业务提供必要的数据支撑。
关键词空间环境; 粒子探测; 电位探测; 辐射剂量; 磁场探测Comprehensive Detection Payload Technology for SpaceEnvironment of FY-3E SatelliteSHEN Guohong1,2,†, HUANG Cong3,4, ZHANG Pengfei5, ZHANG Xiaoxin3,4, WANG Jinhua5,LI Jiawei3,4, ZONG Weiguo3,4, ZHANG Shenyi1,2, ZHANG Xianguo1,2, SUN Yueqiang1,2, YANG Yong5, ZHANG Huanxin1,2, ZOU Hong6, WANG Jindong1,2, SUN Ying1,2,BAI Chaoping1,2, TIAN Zheng1,21. National Space Science Center, Chinese Academy of Science, Beijing 100190;2. Beijing Key Laboratory of Space EnvironmentExploration, Beijing 100190; 3. Key Laboratory of Space Weather, National Satellite Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081; 4. Innovation Center for FengYun Meteorological Satellite (FYSIC), Beijing 100081;5. Shanghai Institute of Satellites Engineering, Shanghai 201109;6. School of Earth and Space Sciences,Abstract To monitor the space environment and its effects in the low-Earth sun-synchronous orbit of China’s FY-Ⅱ3 satellite, a comprehensive detection technology based on the type loads of the space environment monitor isproposed. In the process of ground development, various technical indicators of the space environment compre-hensive detection payload have been calibrated and experimentally verified by different methods such as standard radiation source, equivalent signal source, particle accelerator and standard magnetic field. The results show that the multi-direction full-spectrum particle detection achieves an energy range of 30 keV–300 MeV, with the accuracy of ≤10%. The magnetic field detection realizes the measurement range of −65023–+65023 nT, with the accuracy of ≤0.73 nT. The potential detection realizes the measurement range of −32.4–+23.7 kV, with the sensitivity of ≤10V.The detection of radiation dose realizes the measurement range of 0–3×104 rad (Si), with the sensitivity of ≤8.3 rad国家自然科学基金(41931073)和国家重点研发计划(2021YFA0718600)资助收稿日期: 2023–01–29; 修回日期: 2023–02–28145北京大学学报(自然科学版) 第60卷 第1期 2024年1月146(Si). Through comprehensive observation of particle radiation environment, change of in-situ magnetic field vector, radiation dose accumulation and change of satellite surface potential in satellite operation orbit, the space environ-ment monitor provides necessary data support for space activities, satellite design, space science research and space weather early warning and prediction.Key words space environment; particle detection; potential detection; radiation dose; magnetic field detection风云三号(FY-3)气象卫星是实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感的我国第二代极轨气象卫星系列, 包括 01 批、02 批、03 批和已规划的04 吉林农业大学批共 4 个批次。
薛梦轩-卫星结构设计与分析(上)
卫星结构设计
指在设计中结构和机构都必须始终遵循的基本原则，若不满足，可能会危及卫星任务的完成。
由运载火箭、卫星系统和星上其他分系统通过卫星系统下达的设计指标或要求。
结构材料时形成卫星结构和机构的基础。卫星结构与机构的性能 ，特别是卫星结构的性能在很大程度上取决于材料的性能。
卫星结构材料
对卫星结构材料的性能要求是多种多样的，以下仅说明较基本的、带普遍的材料性能要求，而更详细的或较特殊的要求，需要结合具体的结构或机构设计要求来规定。1 低密度要求；2 机械性能要求；3 物理性能要求；4 材料真空出气要求；5 制造工艺性能要求。
设备安装平台或壁板
夹层架构，挤压、机加或成形的梁
往往把部件装在刚度较大的轻型夹层壁板上
电缆支架和电接插件板
钣金件或冲压件
钣金件比机加件省钱，除非机加可以大大减少零件数目
卫星结构设计
在选择结构类型时，同时也应考虑结构部件间的连接方式。结构部件的链接主要采用机械紧固、焊接和胶接在选择时，要考虑到：
发动机不稳定燃烧、气动噪声和抖振、PO-GO现象、控制系统不稳定
级间动作
分离、级间点火
轨道运行
在轨动作
控制系统不稳定
返回
再入大气
启动噪声和抖振、气动稳定性
结构静载荷分析：简单的静载荷可以直接用材料力学、结构力学等解析方法求部件在和。复杂的可用数值法进行内力分析。
结构动载荷分析：各飞行阶段卫星结构动力分析包括：1 发射阶段卫星/火箭联合动力分析；2 在轨运行阶段卫星本体动力分析；3 返回阶段返回舱动力分析。
薛梦轩—航天器进入与返回技术上PPT课件
航天器在开始进入大气起，至离地面10～20km高度处止，也
称为“大气层内飞行段”。在此段中，航天器要经受严重的气
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动加热、外压和大过载的考验，因此再入段轨道的研究是整个
返回轨道研究中的重点。
再入段
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再入角的概念：航天器开始再入 时的速度方向与当地水平面的夹角。
再入走廊的概念：保证安全着陆 的再入角的范围。
再入走廊上限再入角最小 再入走廊下限再入角最大
着陆段
当航天器下降到20km以下的高度时，进一步采取减速措施，保证其安全着 陆。这一阶又称为“回收段”。 9/19/2019 航天器着陆的方式1：8 有垂直着陆和水平着陆两种。
降落伞着陆：为宇宙飞船和航天飞机共用的着陆方式（中俄两国多用）。 导引着陆：为航天飞机专用的着陆方式（美国多用）。
跳跃式再入返回轨道
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升力式再入航天器
能够实现水平着陆的升力式航天器的升阻比一般都大于1，也就是说航天
过渡段的结束点，也是再入段的开始点，它是航天器是否开始进 9/19/2019 入大气层的一个15 人为划分点，称为再入点。实际上，由于地球大气密
度随高度的分布是连续的，所以很难确切地说出再入段开始点的高度， 也即人为认定的大气层边缘高度一定是多少。
再入段
该段是航天器进入大气层后，在大气中运动的阶段。它从
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低热流密度峰值。 26
此外，具有升力的航天器，在再入段通过它的滚动控制可以改变升
力的方向，从而能在一定程度上调整航天器在大气中运动的轨道，使航
天器有一定的机动飞行能力，这样可以大大减小航天器的落点散布。
接受到的总热量也较大
卫星制造技术(上)
2.1 铝合金结构件制造技术—大型薄壁框类件
仪器安装盘结构示意图 中框主要技术要求：
2.1 铝合金结构件制造技术—大型薄壁框类件
铝合金薄壁件刚度小，强度低，机加工中不能承受较大切削力、夹 紧力和切削用量。否则会导致，加工后圆度误差较大。材料为LD10，可 热处理。具体工艺路线如下：
2.3 钛合金结构件制造技术—支架类件
钛合金工件通常采用切削方法获得所需形状和尺寸。其加工特点在许多
方面不同于其他纯金属，如切削加工性较差，加工难点和影响因素较多。
分离座制造工艺路线如下：
备料
锻造
热处理
喷砂
刨外形
超声波探伤 划孔加工线
划铣加工线 钻各孔
铣型腔外形
车外锥圆弧面
2.3 钛合金结构件制造技术—支架类件
Jupiter卫星通信系统
休斯是最早涉足Ka频段的VSAT厂家之一。在北美，休斯于2008年针对北美市场发射、 使用容量为10G、采用星上交换/星上路由的Spaceway-3卫星；在2012年休斯在北美发射了 容量100G的EchoStar-17卫星。到目前，休斯仅在北美地区就拥有总数超过百万的在线用户 数。2016年12月，休斯又发射了总容量为220G的EchoStar-19全Ka频段卫星，此颗卫星拥有 138个点波束。
航天公司，包括休斯航天与通讯公司和休斯直升机公司。曾是美国空 军的主要供货商之一。
休斯航天与通讯公司创建于1963年。休斯航天与通讯公司的知名 产品包括1963年发射的世界上第一颗地球同步卫星，1966年发射的世 界上第一颗地球同步气象卫星，1966年发射的探索者一号月球登陆舱， 1978年的先锋号金星探测器，伽利略号木星探测器。休斯航天与通讯 公司还制造了大量的军用和民用卫星。截至2000年世界上40%的人造 卫星是休斯航天与通讯公司的产品。
24733199_“悟空”号卫星载荷与科学团队
当你仰望茫茫星海，当你感叹宇宙浩瀚，有这样一群年轻人，在这片遥不可及的星辰大海中寻找一种看不见、摸不着、变幻莫测的特殊猎物——暗物质。
2015年，暗物质粒子探测卫星（英文：Dark Matter Particle Explorer，缩打破顽冥须“悟空”常进院士（中）及“悟空”号核心团队科学家们◎本刊记者 赵汉琪“悟空”号卫星载荷与科学团队：写：DAMPE，简称悟空号）横空出世，填补了中国空间天文观测空白，打开了高能宇宙线粒子直接探测、空间伽马天文观测的新窗口，开创我国空间高能粒子物理星载观测新时代。
中国科学院紫金山天文台“悟空”号卫星载荷与科学团队的有为青年们，实现了众多关键技术突破，短短四年完成“悟空号”工程研制并发射升空，对揭示暗物质的谜团和高能宇宙线起源与加速机制具有重大意义。
人类对暗物质的孜孜以求究竟能换来多少看得见摸得着的改变？对于这群年轻人来说，探索星河霄汉、打破认知壁垒，是他们投身科学的初心。
他们前进的每一小步，都能照亮通往星辰大海的征程。
“火眼金睛”看太空2015年12月17日，甘肃酒泉。
长征二号丁运载火箭整装待发，准备搭载暗物质粒子探测卫星“悟空”号发射升空。
“五、四、三、二、一，发射！”伴随倒计时，“悟空”号踩着“七彩祥云”顺利升空，踏上“取经”之路。
它将在距地球500公里高的轨道上运行，用于探测高能粒子、能量和电荷。
自发射至今，“悟空”号已探查40亿个宇宙高能粒子。
每天，它以绕地球15圈的速度行进60万公里，努力为人类拨开暗物质迷雾。
“这是中国科学家首次在太空中放置自己的高分辨率高能空间望远镜。
”中国科学院院士、中国科学院国家天文台台长、暗物质卫星首席科学家常进说，“它有望深刻改变人类的宇宙观，实现空间科学重大突破”。
“悟空”号的使命是寻找宇宙暗物质，那么究竟什么是暗物质？常进介绍，宇宙中不发光的东西很多，有些能通过光学或电磁波观测设备“看”到，但暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用，到目前为止，人们还不知道用什么方式能够找到。
薛梦轩—通信卫星有效载荷技术
NI总部设于美国德克萨斯州的奥斯汀市，在40个国家中设有分支机构，共拥
有5,200多名员工。在过去连续十二年里，《财富》杂志评选NI为全美最适合工作
的100家公司之一。作为最大的海外分支机构之一，NI中国拥有完善的产品销售、
技术支持、售后服务和强大的研发团队。
TestStand是一款旨在帮助测试和验证工程师快速
通信卫星有效载荷技术
汇报人：薛梦轩
目
录 1 电源概述 2 主要内容
3 工作映射
1 概述
通信卫星
通信卫星是在地球上，包括地面、水面和大气层中的无线电通 信站之间，利用人造卫星作为中继站进行通信，用于这一目的卫星 叫通信卫星。 通信距离远、覆盖面积大 灵活性和普遍性强 卫星通信的特点 宽域复杂网络构成能力 移动性好 安全可靠性高 通信容量大、建设成本低、能传递业务种类多
最低仅售 RMB 17,735.00
验证系统集成，包括铁鸟
对物理系统执行基于模型的测试
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术。
通信卫星有效载荷主要技术指标—通信天线设计技术
喇叭天线 结构简单、早期广泛 使用但增益很小，十 几分贝，难以缩小覆 盖区域，辐射能量分 散，不利于通信容量 的提高 抛物面天线 使用抛物面天线，大 大提高了通信天线的 增益，覆盖区域也因 此减小，但重量有所 增加。 多馈源赋形天线
实质是将各溃源对应 的覆盖区域在地面上