空间站任务地面测控设备自动化运行方案的设计与实现

针对我国航天地面测控设备现有自动化运行模式只适用于常规卫星任务而不适用于空间站任务的现状,提出了一种不改动设备现有软硬件的空间站任务自动化运行方案,设计了一种目标自适应的自动化运行软件流程。基于此流程,采用定时发送的任务队列技术,开发了一款自动化运行辅助软件,可使地面测控设备的自动化运行具备目标自适应功能,无论是在常规卫星任务还是空间站任务下均能实现自动化运行。针对空间站任务,在某测控设备上对该辅助软件进行了约两个月的自动化运行验证,结果表明该辅助软件可行、实用。经过多次迭代,目前自动化运行辅助软件运行稳定可靠,使用灵活方便。

深空天线组阵相关合成算法的Simulink仿真与分析

为对深空网天线组阵中几种相关合成算法进行分析比较,构建了一种新的Simulink仿真模型。将其应用于某测控站天线组阵试验数据,验证了模型的可行性。在此仿真模型下,对Simple、Sumple和Matrix-free算法进行了频标同源/频标不同源、弱信号/强信号、2/3/6个天线等组阵情况下的仿真分析。三种算法在频标同源情况下的合成效率均优于不同源的情况;强信号组阵情况下,三种算法的信噪比合成性能基本相当;Simple算法在6天线情况下,信噪比合成性能下降;Sumple算法在组阵的天线数目很少时,合成信噪比较低且不稳定,在天线数目较多时性能良好;Matrix-free算法性能稳健,合成效率始终大于95%。该Simulink仿真模型对于进行天线组阵信号相关算法的分析具有一定的价值。

RLS、VSSLMS算法应用于天线组阵的分析及仿真

针对天线组阵常用相关算法Simple、Sumple、Eigen(基于本征值)和LS(最小二乘法)的不足,提出递推式最小二乘法(RLS)和变步长最小均方法 (VSSLMS)这2种新型算法,对其应用于深空网天线组阵进行了研究。对这2种算法进行了仿真,结果表明,RLS算法存在信噪比合成性能随组阵天线数目增加而下降的缺陷,VSSLMS算法具有强信号时信噪比合成性能迅速提高的优点;在接收信号弱并且组阵天线数目较少情况下,RLS算法的信噪比合成性能略好于VSSLMS算法;当接收信号较强尤其是组阵天线数目较多时,VSSLMS算法的信噪比合成性能反而比RLS算法更好一些。

一种全空域球面相控阵天线对非协同目标的过顶跟踪方法

针对天线对非协同目标过顶跟踪时天线角跟踪动态过大的问题,提出了一种应用于全空域球面相控阵天线的角跟踪方法。应用该方法,在球面阵天线对非协同目标的整个跟踪过程中可实现角跟踪系统全程低仰角跟踪,从而避免了球面阵天线在对目标跟踪过程中出现的高仰角过顶跟踪的问题。该方法在航天或航空测控领域有广泛的应用前景。

全空域球面相控阵波束形成器的优化设计

针对目前全空域球面相控阵测控系统工程应用中波束数量、信号瞬时带宽等数字波束形成器性能和复杂度难以兼顾的问题,分析了常规波束形成方法在基于半球形结构的S频段大型共形天线阵列工程应用中的局限,给出了一种基于子阵划分的宽带数字波束形成器优化设计方法,通过优化幅相和时延补偿方式,使算法不受子阵尺寸限制,工程实现复杂度较低。系统建模和仿真验证表明该方法可以获得良好的瞬时带宽性能,具有较好的工程应用价值。

提高航天测控设备运行维护效率的工程实践

在对影响航天测控设备可靠性的主要因素进行分析的基础上,结合航天测控设备运行实际,对提高设备可靠性进行了探索,研究发现保持设备长期不断电可显著降低高频设备的故障率,有效提升整套测控设备的可靠性。针对航天测控设备备件数目增多、种类日益庞杂的趋势,提出了"网格型备件箱模式"和"改进型备件架模式" 2种科学、规范的备件存放模式,这2种模式均可使备件快速就位,从而提高设备维护效率。