一种整数抽取结合小数插值重采样技术研究

射频直采技术近年来在雷达、通信、电子对抗尤其是一体化接收等领域得到了广泛的应用。然而射频采样数据率极高,导致后续信号传输与实时处理难度变大。数字重采样技术能够在数字域降低采样率,从而减轻射频直采带来的信号处理压力。本文针对数字重采样技术开展研究,提出一种整数抽取结合小数插值重采样方法,推导了理论模型,给出了相应的参数递推解算方法,仿真验证了方法的有效性。采用本文所提方法,既可解决在射频高采样率下,直接进行小数插值带来的数字信号实时处理压力,又可在保证信号质量的情况下,解决特殊场景下精确变采样率处理的需求,进而实现对大范围任意分数倍抽取。

面向覆盖性能均质优化的多波束卫星波束组构型设计

在当前多波束通信卫星的波束设计中,波束一般按照频率和极化关系构成波束组(网元)进行管理,而在当前网元的构型设计当中,网元波束之间往往存在地理耦合性强的特点,即在每一个网元之中,波束地理聚集性强、重叠度高,因而影响了区域服务保障的可靠性并且导致单网元工作下的波束覆盖面积有较多重叠,进而制约了多波束卫星系统的整体覆盖效能。针对该问题,构建了以单网元波束覆盖性能均质优化为思路的组合优化问题以重构网元波束构型方案,并设计基于模拟退火算法的优化方法进行最优方案求解。在该方法中,针对多波束重叠覆盖区面积计算复杂度高的难点,设计了基于重要性采样的蒙特卡罗方法进行估算。通过以天通卫星为例进行算法性能验证,新型网元波束构型方案下,单个网元的波束分布具有地理分散均匀的特点,波束之间的重叠度明显减小,最差波束覆盖面积提升37%,平均波束覆盖面积提升28%。

波束重构技术在卫星通信中的应用现状及发展展望

通信卫星技术状态相对固定,难以有效适应复杂多样的通信需求和通信环境变化。近年来,波束重构概念成为业内热点,为提升通信卫星任务和环境适应性指出了方向。通过系统梳理相关技术的衍进发展和当前技术水平,总结波束重构概念;进而研究波束重构技术在卫星通信中的应用场景,展望波束重构技术在通信卫星中的重点发展方向。

基于卡尔曼预测器的数据预取方法

大规模复杂场景绘制,地形数据量庞大,需动态调度地形数据;但是由于磁盘传输的延迟,会出现绘制时的卡帧现象。为了解决上述问题,通过研究卡尔曼滤波器,将其与固定间隔的预取方法相结合,提出了采用卡尔曼预测器的数据预取方法。上述方法通过卡尔曼预测器预测视点位置,判断视域范围,进行数据预取。可显著提高视点预测的准确性,减少下一时刻需要预取的数据量,提高绘制效率。

一种远程标绘指挥方法

在山区林地等地区的抢险救灾过程中,后方指挥与前方行动端之间,用语言文字沟通易发生理解的偏差,延缓救援行动,甚至产生不可挽回的后果。为解决该问题,研究了基于远程标绘的抢险救灾远程指挥方法——指挥人员在指挥平台绘制精确的行动信息,行动人员依据行动端同步显示的行动指令开展救援。为此,通过采用基于模糊形状模型(BSM)特征的图符识别手绘标绘方法、基于TCP协议的多客户端通信机制和三维态势显示技术,建立了原型系统。经实验验证,该方法可有效解决远程指挥问题。

基于双层优先级的中继卫星系统任务调度算法

中继卫星系统在天基信息网中起着桥梁的作用。为充分利用卫星资源以提供快速可靠的数据中继服务,需要对高价值、高紧迫性的任务开展调度方法研究。在分析中继卫星系统任务与资源的基础上,建立了多任务、多资源的调度模型;提出了任务调度优先级和时间窗口选择优先级模型,并在此基础上提出了一种基于双层优先级的中继卫星系统调度算法。根据算法在仿真算例中的应用可见,相比对照算法,基于双层优先级的调度算法更有利于满足高价值、高紧迫性任务的执行条件,从而提高了任务成功率和调度综合收益。

结合等值面绘制与体绘制的电磁环境可视化方法

为提高现有的电磁环境三维可视化效果,提出一种将等值面绘制融合到光线投射体绘制中的网格投影算法。将等值面网格化,利用空间网格表现等值面并融合进体绘制生成的电磁环境图像中。将平面均匀网格平行投影到电磁环境体数据中具有同一数据值的数据采样点上,由此生成网格化的等值面。投影到体数据中的网格沿投射光线的反方向确定其对应于光线投射生成图像上的像素点,并将网格颜色值融合到此像素点中,实现融合绘制电磁环境。在统一计算设备架构(CUDA)下并行实现本文算法后,不仅电磁环境的绘制效果比融合前有提升,而且更新绘制速度能够达到实时,支持用户实时交互控制。