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期刊信息/Journal information
航天返回与遥感
航天返回与遥感

刘兆军

双月刊

1009-8518

remotesensor2003@yahoo.com.cn

010-68378497

100190

北京市2747信箱35分箱

航天返回与遥感/Journal Spacecraft Recovery & Remote SensingCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
收录年代

    充气式月球居住舱及其关键技术研究进展

    迟海义谭康袁帅潘文特...
    1-14页
    查看更多>>摘要：充气式月球居住舱具有包装效率高、质量轻、运输成本低等优点，是目前最具应用前景的月球居住舱设计方案之一。文章综述了月球居住舱所面临的月面恶劣环境，并对国内外典型充气式月球居住舱设计方案进行分类，对比了不同类型充气式月球居住舱建造方案的优缺点，梳理了现有典型充气式月球居住舱设计方案。最后结合月球居住舱实际需求，对柔性充气式月球居住舱部分关键技术进行梳理归纳，主要包括热防护技术、微流星体碰撞防护技术以及充气结构健康监测技术等，为中国未来充气式月球居住舱设计与月球基地建造提供参考。

    充气式月球居住舱热防护流星体撞击屏蔽健康监测

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    基于LSTM的载人飞船气囊缓冲着陆响应预测

    沈心怡余抗闫军刘才山...
    15-26页
    查看更多>>摘要：为了实现太空探索的新愿景，研制中的新一代载人飞船的容量有大幅度的提高，这将造成其着陆时产生更大的冲击负载。引入气囊缓冲系统可以大幅度衰减飞船着陆过程中的冲击加速度，但是加大了系统设计和分析的难度。文章利用长短时记忆(Long Short Term Memory，LSTM)网络算法，基于有限元分析生成的数据集，训练了载人飞船气囊缓冲系统着陆冲击响应的代理模型，可快速预测飞船质心处的加速度曲线。对比有限元分析和代理模型的预测结果表明:基于LSTM的代理模型可以快速预测在飞船随体坐标系下的冲击响应，尤其是在预测沿飞船旋转轴的纵向加速度和垂直于旋转轴的横向加速度方面表现出色;代理模型与有限元分析的相对误差约为 10%，但是其预测速度快了约 105 倍。对比结果充分证明了文中提出的代理模型可以有效缩短此类刚柔耦合复杂系统的设计周期，提高工程计算的效率。

    载人飞船气囊缓冲长短时记忆网络深度学习代理模型

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    增阻离轨气球设计及空间热环境影响分析

    徐彦尹潇锋吴桐
    27-36页
    查看更多>>摘要：随着空间碎片对航天器的威胁日益加剧，有必要研究航天器寿命末期离轨技术。针对轨道舱当前空间环境的离轨需求，设计并分析了充气增阻离轨球装置。完成了轨道舱-增阻球系统的离轨建模，分析了增阻离轨球受到的大气阻力，基于非线性有限元分析了在大气阻力和充气气压共同作用下的离轨球变形，确定了离轨球尺寸和设计充气气压。研究了空间热环境对增阻离轨球的影响，建立了充气薄膜结构的热力耦合顺序分析框架，着重考虑了内腔气体状态的变化及对离轨球构型的影响，得到了离轨球在飞行过程中的温度场、热变形、热应力和内腔气体状态参数的瞬态变化。结果表明:直径为 7m的离轨球能够使轨道舱在 3 个月内离轨，离轨过程中空间热环境对离轨球构型和内腔气压有一定的影响，文章的设计和分析方法为后续研发增阻离轨球提供技术支撑。

    轨道舱增阻离轨球离轨建模空间热环境热力耦合分析

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    空间可展开柔性热塑性复合材料拉伸性能研究

    王浩周泽鹏白江波戈嗣诚...
    37-46页
    查看更多>>摘要：传统的空间可展开结构常以柔性薄膜材料为主，存在展开后结构刚度较小、表面存在褶皱、需要补气维持内压等问题。相较于薄膜材料，柔性复合材料成型后刚度和强度高、表面品质好、可以依靠自身刚度维持外形，在空间可展开结构领域有很好应用优势和潜力。对此，文章以一种芳纶热塑性复合材料为对象，研究其拉伸力学性能。首先，开展了芳纶纱线和芳纶热塑性复合材料拉伸性能测试，获取了纱线和复合材料的拉伸模量、强度和拉伸应力-应变曲线，观察发现两者的应力-应变曲线具有明显的非线性特征。然后，构建了芳纶热塑性复合材料的细观力学单胞模型，基于有限元方法模拟复合材料在拉伸载荷下损伤过程。最后，将预测的应力-应变曲线与试验结果对比，二者有较好的一致性，模拟的损伤过程揭示了芳纶热塑性复合材料拉伸破坏机理。研究结果可为柔性热塑性复合材料在空间可展开结构设计和应用提供参考。

    空间可展开芳纶热塑性复合材料拉伸性能非线性本构细观力学有限元

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    一种永磁交流伺服系统速度抗干扰控制算法研究

    刘欢郝中洋张晓敏王新浩...
    47-55页
    查看更多>>摘要：速度控制器是伺服控制系统中极为重要的一个环节，其性能是衡量整个控制系统的重要因素。在实际工程中，永磁交流伺服系统中往往存在大量的干扰，传统PID控制算法难以取得满意的控制效果。为提高永磁交流伺服系统的抗干扰控制性能，文章设计了基于扩张状态观测器的速度抗干扰控制算法。首先，设计扩张状态观测器，在对旋转变压器解调的同时，实时准确的估计干扰，并加以前馈补偿。然后，设计非奇异终端滑模控制器，实现了转速的高精度抗扰控制。仿真和实验结果表明，该控制算法的速度控制误差相比传统PID控制器减少了 64%以上。因此，该控制算法性能优于传统的PID控制器，在实际工程中可以提高永磁交流伺服系统的抗干扰性能和控制精度。

    永磁交流伺服系统旋转变压器扩张状态观测器前馈补偿抗干扰控制

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    基于NSST的卫星遥感图像在轨MTF自动检测研究

    杨舒琪齐文雯曹世翔何红艳...
    56-69页
    查看更多>>摘要：针对卫星遥感图像在轨调制传递函数(MTF)检测，人工选取自然地物刃边工作量大、容易受人为因素干扰，测试结果不稳定的问题，文章提出一种基于非下采样剪切波变换(Non-Subsampled Shearlet Transform，NSST)的卫星遥感图像在轨MTF自动检测方法。首先将图像进行多尺度、多方向分解，针对高、低频分量图像分别采用多尺度积滤波及复合形态学算子处理;然后开展从刃边图像提取到MTF计算的全过程研究逐步筛选刃边;最后对中、高分辨率图像采用基于NSST边缘提取方法与多种典型边缘算子提取结果进行对比，并将该方法应用于靶标、中、高分辨率图像进行MTF检测。实验结果表明:基于NSST边缘提取方法剔除了渐变区域、噪声等无效信息，所得的边缘线满足刃边法边缘线清晰、两边均匀、倾角在一定范围的检测要求，应用于靶标图像MTF自动检测结果与已公布数据一致，多次对同一地物边缘区域MTF自动检测结果标准差为 0。004 3，采用通用软件手动计算标准差为 0。010 1，基于NSST的卫星遥感图像MTF自动检测方法具有更强的误差稳定性，适应于靶标图像、不同分辨率对地图像，经多场景计算统计MTF检测效率提升一倍以上。

    非下采样剪切波变换卫星遥感图像调制传递函数自动检测刃边检测

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    基于低轨卫星联合监视的机场飞机目标跟踪方法

    陈家建刘勇郭鹏宇曹璐...
    70-81页
    查看更多>>摘要：随着大规模低轨商业遥感卫星星座的发展，卫星能够在较短时间内对地面同一区域进行接力观测，使得对机场飞机目标的持续监视成为可能。针对低轨卫星联合监视下的机场飞机目标跟踪问题，文章提出了一个基于YOLOv7 与DeepSORT的两阶段飞机目标跟踪方法，通过引入注意力机制改进YOLOv7 网络，实现对卫星遥感图像中小型飞机目标的准确检测;通过优化匹配机制改进DeepSORT算法，实现对存在长时间差的图像序列中运动飞机目标的持续跟踪。文章利用多颗"吉林一号"卫星接力拍摄的卫星遥感图像序列进行算法验证，实验结果表明，文章方法能够融合多颗卫星不同时刻的成像信息，提高对机场运行状态的连续感知能力，多目标跟踪精度为 79。15%，对比其他常用的跟踪算法提高了3。2%以上，同时显示出大规模低轨商业遥感卫星星座在目标跟踪领域巨大的应用潜力。

    低轨卫星星座多目标跟踪改进DeepSORT算法注意力机制

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    基于图像增强的地基观测空间目标检测方法

    闫志龙曹世翔张春晓孙豆...
    82-95页
    查看更多>>摘要：地基观测空间目标检测任务中，星图退化或星图模糊会导致检测效果不理想，而基于滤波和基于去噪的图像增强方法难以适用于因多种因素导致发生退化或模糊的星图的增强，进而影响后续的目标检测任务。针对上述问题，文章提出一种基于图像增强的地基观测空间目标检测方法，该方法由图像增强和目标检测两部分组成:1)在图像增强部分，受图像去雾深度学习模型的启发，设计了一种图像增强模型对退化参数进行估计，该模型以U-Net为基础结构进行多尺度特征提取与融合，并在网络结构中嵌入了金字塔池化模块和结构多尺度残差模块，以提高图像增强复原的质量，最后利用估计参数从发生退化的图像中复原出增强图像;2)在目标检测部分，通过快速线段检测器(Fast Line Segment Detector，FLD)算法对星图中由于目标与探测器相对运动而留下的直线段轨迹进行检测。经过实验数据集验证，采用该方法对图像增强后，图像的平均峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio，PSNR)和结构相似性(Structural Similarity，SSIM)指标值分别提高了 124。51%和 64。28%;图像增强前后，目标检测的平均准确度提高了 22。15%，且平均漏检率降低了 20。6%。相比于其他基于滤波和去噪进行图像增强的方法，文章所提方法能够适应多种发生星图退化或星图模糊的情况，且图像增强效果更好，目标检测精度也更高。

    地基观测图像增强目标检测图像退化模型峰值信噪比结构相似性

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    基于Sentinel-2影像的典型草甸型湖泊大气校正研究

    孟飞冯建飞付萍杰张家威...
    96-112页
    查看更多>>摘要：针对一种遥感影像大气校正算法很难同时适用于不同类型湖面的光谱校正问题，文章选取南四湖作为研究区，收集 2019-2022 年该区域"哨兵二号"(Sentinel-2)卫星遥感影像，采集同期宽敞湖面和水生植被覆盖湖面的光谱数据，基于自适应权重算法，利用Acolite、Sen2Cor和C2RCC三种传统大气校正方法优势，构建了两种多光谱影像大气校正新框架——自适应加权平均大气校正算法(AWA-AC)和改进的自适应加权平均大气校正算法(IAWA-AC)。使用各算法对南四湖Sentinel-2 影像进行大气校正试验，并对校正结果进行精度评价对比，结果表明:文章提出的影像大气校正新框架比传统单一算法效果更好，表现在研究时段区域内实测光谱和大气校正影像光谱的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均无偏相对误差(AURE)等 3 个指标，最大提升值分别为 79。75%、71。55%和 70。43%。在无实测光谱数据推算R2 的前提下，使用文中构建的IAWA-AC算法对遥感影像进行大气校正，能够获得较好的光谱保真度。

    大气校正Acolite算法C2RCC算法Sen2Cor算法自适应加权平均南四湖"哨兵二号"卫星

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    基于改进YOLOv5的多光谱卫星遥感图像地物分类方法

    刘勇杨伟丽郭鹏宇曹璐...
    113-123页
    查看更多>>摘要：基于深度学习的多光谱卫星遥感图像地物分类算法通常选用RGB波段而忽略NIR等波段数据，其网络的特征提取与应用扩展能力有待提升。针对这一问题，文章提出一种基于改进YOLOv5 的多光谱卫星遥感图像地物分类方法(即VN-YOLOv5-Seg网络)，该方法联合RGB与NIR波段数据作为输入，以YOLOv5 目标检测网络作为骨干网络，使用ProtoNet网络作为分割头将目标检测转换为像素级的地物分类任务。为了验证VN-YOLOv5-Seg网络的有效性，文章选用GID-15 数据集，分别使用RGB波段、RGB+NIR波段作为网络输入进行试验，并将VN-YOLOv5-Seg与其他地物分类网络的分类结果进行对比分析。试验结果表明，在RGB波段基础上引入NIR波段，平均交并比(Mean Intersection over Union，mIoU)提高了2。5%;相较于FCN分割头，mIoU提升了8。1%;相较于PSPNet、DeepLabV3 和U-Net方法，mIoU分别提高了 2。6%、1。2%和 1。4%。试验结果充分验证了方法的有效性，以及引入更多波段信息用于地物分类的必要性。

    多光谱图像地物分类目标检测网络近红外波段

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