存储系统中的局部修复阵列码模型

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故障修复时需读取所有的元素。针对目前难以同时提升单双盘故障修复效率的问题,对RDP码进行拓展,提出了一种具有局部修复性质的阵列码模型——DRDP码。DRDP码在RDP码的基础上将部分数据列按水平线进行异或计算生成局部水平校验列,并将其参与到全局校验列的编码计算中,从而缩短了修复链,使其拥有局部修复的功能。通过理论分析,DRDP码拥有良好的编译码复杂度和更新效率,大幅节省了单盘故障修复读取开销,并对双盘故障修复读取开销进行了优化,同时能修复75%三盘故障的情况。实验结果表明,与RDP码、LRRDP码和RDP(p,3)码相比,DRDP码的编码时间可节省8.23%~32.89%、单盘故障修复时间可节省7.08%~35.01%、双盘故障修复时间可节省5.07%~29.26%。

北斗三号系统卫星自主完好性监测技术

完好性对于全球卫星导航系统(GNSS)来说至关重要,关乎到其能否被放心应用。卫星自主完好性监测(SAIM)技术,是完好性监测技术发展的前沿趋势,国内外卫星导航系统均竞相发展。介绍了北斗三号系统SAIM技术设计与实现的重要意义,从功能设计和实现原理两个方面,阐述了北斗三号SAIM技术体制。针对SAIM实际在轨监测数据的正态分布特性服从程度和长期稳定性等问题,随机选取某一颗中圆轨道(MEO)卫星自2020年7月31日北斗三号系统正式开通服务以来至2021年7月31日连续1年期间的监测数据,得到真实在轨监测数据的分布特性。最后,提出了告警门限优化、分级告警策略设计、星历完好性自主监测等方面的后续发展必要性建议,旨在为北斗系统更好地为全球用户提供更优质的完好性服务提供参考。

基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案

针对在较大数据量传递的场景中使用可逆信息隐藏(RDH)保护数据时嵌入效率和抗检测能力较低的问题,提出一种基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案。首先通过模运算较小的修改像素值嵌入较大的信息量,再结合增强的进制转换系统增加嵌入位数,最后使用折半法结合双图像赋予可逆性。在USC-SIPI标准图像库上进行的仿真实验结果表明,在嵌入高达100万比特秘密信息时,所提方案的隐写图像的峰值信噪比(PSNR)值保持在40 dB左右,且该隐写图像可有效抵抗RS(Regular Singular)隐写分析、像素差直方图(PDH)隐写分析和位平面隐写分析的静态攻击。因此,所提方案有效提高了对原始图像的嵌入效率,同时具有良好的抗检测能力。

北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救

本文给出了北斗三号全球导航卫星系统定位导航授时、星基增强、精密单点定位、区域短报文通信、全球短报文通信和国际搜救共6类服务的测试评估方法,并利用实测数据对各类服务的核心指标进行了评估。结果表明,定位导航授时服务方面,空间信号测距误差0.23 m(RMS),空间信号可用性99.44%,空间信号连续性99.99%,PDOP可用性100%,B1C信号全球定位精度水平方向1.31 m、垂直方向2.13 m(95%),B1C信号全球定位可用性99.93%,B1C信号授时精度14.7 ns(95%);星基增强服务方面,定位精度水平方向1.03 m、垂直方向2.60 m(95%)、具有垂直引导能力的一类进近(APV-I)可用性100%;精密单点定位服务方面,定位精度水平方向0.17 m(95%)、垂直方向0.22 m(95%)、平均收敛时间9 min;区域短报文通信服务成功率99.6%,服务容量1530万次/h(上行)、935万次/h(下行);全球短报文通信服务成功率96.46%,服务容量40万次/h(上行)、21万次/h(下行);国际搜救服务方面,搜救信号接收成功率98.3%(发射功率37 dBm)。

北斗三号导航定位技术体制与服务性能

介绍了北斗三号系统的星座设计、服务类型、导航信号体制、时空基准以及轨道确定与时间同步机制等技术体制,分析提出了评估北斗三号导航定位服务性能的指标体系,指标涵盖时空基准、空间信号质量、空间信号精度和服务性能4个方面,综合利用全球数据资源对北斗三号基本系统的导航定位服务性能进行了评估。结果显示,各信号分量有效功率比偏差优于0.25dB,S曲线过零点偏差(SCB)优于0.3ns,满足设计要求;北斗三号基本系统当前全球位置精度因子(PDOP)可用性优于85.0%,空间信号测距误差0.48m(RMS),空间信号连续性99.99%,空间信号可用性99.78%,UTC偏差误差优于19.1ns(95%),均满足系统服务性能规范承诺的指标。相对于北斗二号而言,北斗三号在覆盖能力、空间信号精度、空间信号可用性、空间信号连续性等方面均有显著提升。

RS类纠删码的译码方法

RS(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用RS纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,RS类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很大程度上阻碍了它在分布式存储系统中的使用.针对这一问题,提出了一类RS纠删码的译码方法,该方法完全抛弃了当前大多RS类纠删码译码方法中普遍使用的矩阵求逆运算,仅使用计算复杂度更小的加法和乘法,通过构造译码变换矩阵并在此矩阵上执行相应的简单的矩阵变换,能够直接得出失效码元由有效码元组成的线性组合关系,从而降低译码计算复杂度.最后,通过理论证明了该方法的正确性,并且针对每种不同大小的文件,进行3种不同大小文件块的划分,将划分得到的数据块进行实验,实验结果表明:在不同的文件分块大小情况下,该新译码方法较其他方法的译码时间开销更低.

北斗不同电离层模型精度分析

目前北斗系统播发多种电离层模型参数,用户使用时容易产生以下问题:①同一历元不同卫星播发同一电离层模型,其值不完全相同;②北斗二号、北斗三号分别播发的Klobuchar电离层模型参数值存在差异;③对于能同时接收到3种电离层模型(BDS-2Klobuchar、BDS-3 Klobuchar及北斗全球电离层延迟修正模型(BDGIM))的基本导航用户如何选取合适的电离层模型。针对以上问题,本文首先提出采用最大投票法策略,对同一历元相同电离层模型但值不同的参数进行合理合并,然后以IGS分析中心的电离层产品为基准,对以上3种北斗电离层模型进行了精度分析和对比,最后基于等效距离误差进行了验证分析。试验结果表明,BDS-2 Klobuchar、BDS-3 Klobuchar虽然模型值差异较大但模型精度十分接近,而BDGIM模型精度最高,相对于前两者在中低纬地区平均提升10%,在两极地区的提升更加明显,平均提升61%。

北斗三号卫星钟长期稳定性分析

采用北斗三号(BDS-3)卫星2 a精密钟差产品,分析了BDS-3卫星钟相位和频率的变化情况,提出了一种跳变频率修复方法并评估了卫星钟的长期稳定性。结果表明:BDS-3卫星氢钟表现出色,调频次数明显少于铷钟,且长期稳定性优于铷钟。中圆地球轨道(MEO)卫星氢钟5 d以上的稳定度最优可达3.5×10^(-15),重叠哈达玛(Hadamard)方差平均值皆小于8×10^(-15);铷钟15 d以内的稳定度优于9×10^(-14),重叠Hadamard方差平均值小于5×10^(-14),30 d以上的稳定度较差;倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星氢钟在研究的时间段内的稳定度皆优于3×10^(-14)。依托长期稳定性评估结果,可为长期自主守时原子钟加权提供参考依据。

油气管道企业承包商安全管理探索

为解决油气管道企业承包商点多、线长,非常规作业多、危险作业多,管理难度大的困境,分析了管道企业自身和承包商在安全管理中存在的问题。应用坎贝尔研究所的研究理论,针对承包商的资格预审、作业前风险评估、承包商培训、作业监督、作业后评估5个主要生命周期,提出了管理对策。油气管道企业重点抓好承包商的5个主要生命周期的安全管理,可以有效地控制承包商安全事故高发的态势。同时根据自身特点,加强新理论、新方法在承包商安全管理方面的应用。

Experimental study on low temperature performance of polymer drilling mud agents

Drilling fluid additives has a major impact on rheology behavior and other performances of the drilling fluid.The key to low temperature drilling fluids is choosing antifreeze and polymer agent which have a strong ability in resisting low temperature.On the basis of determining glycol as antifreeze agent,the low-temperature-performance and capacities of anti-collapse of regular validity mud agents have been studied,the mechanism of anti-caving of the partially hydrolyzed polyacrylamide(PHPA),polypropylene potassium(KPA) and PAC-141 polymer additives have been also analyzed.A pilot study of compatibility between ethylene glycol and the polymers has educed that the polymers,ethylene glycol and inorganic salt are compatible,and they can significantly reduce the freezing point of drilling fluid.Anti-collapse ability of the drilling mud is the results of synergistic action among the agents.

北斗三号卫星星地星间联合精密定轨初步结果

截至2018年底中国已有19颗北斗三号卫星成功发射入轨,北斗三号卫星上都搭载了高精度星间链路载荷并成功实现了星间双向测距。介绍了北斗三号卫星星间链路观测模型,并利用L波段星地和Ka波段星间链路观测数据对8颗北斗三号卫星进行了星地星间联合精密定轨实验,L波段数据来自全球连续监测评估系统分布于中国境内的6个跟踪站。实验结果表明:星间链路观测值定轨残差RMS值优于6 cm,设备时延在±0.15 ns以内变化。在地面跟踪站限制在境内的情况下,增加星间链路能显著提高定轨精度。通过重叠弧段比较,联合定轨得到的卫星轨道在三维位置上的误差约为12 cm,径向误差约为3 cm,与仅国内6个站星地定轨相比提高85%。

多分析中心站坐标产品的综合方法研究

首先介绍了多分析中心产品融合处理的两种综合策略,然后基于解层面的综合策略,提出了站坐标和地球自转参数同时综合的方法。采用国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)9个分析中心1 a的数据进行试验,从站坐标、地球自转参数精度以及地心运动3个方面验证了该方法的正确性。结果表明,基于综合方法得到的综合解和IGS综合解处于同一精度水平。站坐标在平面和高程方向的一致性分别为0.5mm和1.0 mm,极移和极移速率的一致性分别优于7.0×10-6″和40.0×10-6″/d,日长参数优于7.7×10-6s/d。所提出的综合方法可用于全球连续监测评估系统(international GNSS monitoring and assessment system,iGMAS)的站坐标/地球自转参数产品综合。

使用抛物面定向天线分析北斗三号星上伪距和载波测距偏差

对于全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS),观测值测距性能会影响系统基本服务能力。大口径抛物面天线能够较好地削弱地面设备和环境对信号采集的影响。基于抛物面天线数据分析北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 global navigation satellite system, BDS-3)的观测值特性和测距性能。结果显示,B1I、B3I、B1C、B2a和B2b 5个频点上均未发现与北斗二号卫星类似的相同量级卫星星上伪距偏差,部分频点伪距多路径存在波动,但与高度角的相关性不强,所有卫星测距偏差变化的平均量级为0.1 m。使用载波三频组合分析北斗三号卫星各个频率载波观测值的多路径变化和噪声水平,载波三频组合存在毫米量级的变化波动,但这种变化并未显示出与时间或者高度角的密切相关性,基于抛物面天线数据的载波三频组合均方根误差绝大部分小于0.6 mm。以上结果表明北斗三号卫星的伪距和载波观测值未出现系统性偏差,具有良好的测距性能。