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图 1.3 QB50任务对90-380km大气区探测 图 1.4 50颗立方星同时发射进入轨
立方星技术是高新技术集成的产物，它的兴起、发展和技术进步一直是在高校的主导下进行。高校具有多学科综合优势，学术水平高、科研能力强、多学科的交叉与融合成为立方星技术发展的重要保障[9]。立方星的发展为高校新材料、新技术的在轨验证和空间应用提供了成本低同时又高效的途径，可以有效推动高校学科建设和学科交叉融合[10]。通过立方星的研制，使得高校学生有条件在有限的时间里经历卫星研制的整个过程，对推进中国航天产业化和航天教育具有重要的意义。
目前，国内共有南京理工大学、浙江大学、上海小卫星研究所、等7所高校或研究所参与QB50项目[11]。我校于2012年6月加入该项目，根据项目需求，要研制一颗双单元立方星NJUST-1，用于完成低热层大气在轨探测任务，验证星间组网和通信技术，验证自主研制的部组件以及卫星总体技术。现在，我校的纳卫星教研室已经成功建立了VHF/UHF 地面站系统，可以实现卫星在轨后的测控管理和数据传输。
1.2 NJUST-1卫星介绍
“南理工一号”立方星是南京理工大学为开展航天工程研究自主研制的首颗卫星。研制团队是由3名资深教师和多名在校的博士和硕士研究生为主建立NJUST-1立方星的研制团队[12]。通过NJUST-1立方星的研制，科研团队在校学习期间完成卫星的需求分析，项目管理，质量控制，卫星平台的设计，制造，集成和实验，卫星发射，空间实验以及地面站管理和任务规划。研制过程充分利用学校的平台优势，整合学校机械工程学院、自动化学院、电子工程与光电技术学院学科资源，卫星搭载了由自动化学院自主研制的星上北斗/GPS导航模块，并在校内完成了卫星的总装和通信测试[13]。卫星成功在轨运行后，通过在轨运行数据，为导航与通信技术的深入发展提供了有力的数据支撑。NJUST-1实物图如图1.5和1.6所示：
图 1.5 “南理工一号”立方星实物图
图1.6(a)外部结构图 图1.6(b)：内部结构图
图 1.6 NJUST-1结构图
NJUST-1立方体纳卫星采用2U模式，利用大规模集成电路的设计思想和制造工艺，把机械部件、传感器、执行机构、微处理器以及其它电学和光学系统都集成在一个很小的空间内，形成机电一体化设计。设计了体装式＋可展开太阳电池阵[14]。麻雀虽小，五脏俱全，卫星总体包含了七个分系统：结构、电源、通信、星务计算机、姿态确定与控制、热控和软件(包括姿控系统软件和星务方面管理软件)，卫星搭载了船舶自动识别系统载荷，用于监控全球船舶信息[15]。
(a) 姿态确定与控制分系统
姿态控制分系统通过采集各种传感器的遥测量，进过复杂地运算，进而控制执行机构来控制卫星的飞行轨迹。其包含的传感器有：5个三轴粗太敏、4个三坐标精太敏、1个HMC高精度磁强计、1块北斗GPS接收机。执行机构包含：三轴磁棒、动量轮。姿控系统能够根据星务计算机发出的指令变换各种的飞行模式，也能够将磁场、坐标等遥测量通过通信模块传给地面站[2]。
(b) 电源分系统
本座电源分系统的主要功能是将太阳能转化为电能作为星内能源供给，采用锂电池组作为储能装置，作为在太阳阴影区时卫星的能源供给。同时，电源分系统还负责电源的分配，将电源转成不同的电压值或限流值，作为其他分系统的能源输入。