用于估算冻土中液态水分量的TDR数据校正(英文)

TDR作为1种野外测量土壤水分量简便而准确的方法而被人们熟知和使用。本研究使用TDR在河套灌区对冻土在冻结融解时进行了土壤水分测定。为了用TDR数据计算冻土的液态水分量,文中分析了众多计算模型和经验模型,最终找到了最适合本地区土壤特性的B irchak模型。

LEO卫星接入TDRSS的可行性分析与仿真

该文讨论了使用固定天线和中低发射功率的LEO卫星接入到跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS),并通过跟踪与数据中继卫星(TDRS)来实现空-地数据传输的可行性。文中给出了LEO卫星与TDRS进行通信需满足的前提条件,提出了通过计算机仿真来计算LEO卫星与TDRS全天通信时间和通信业务量的一般思路和具体实现方法,为论证具有固定天线的LEO卫星接入TDRSS的可行性提供了依据。

基于CPN的TDRS操作规划建模与仿真

以中继卫星(Racking and Data Relay Satellite,TDRS)为研究对象,以有色Petri网(Colored Petri Net,CPN)为数学工具,根据自顶向下的原则和层次化建模思想,提出一种基于CPN的TDRS操作规划模型,该模型分为顶层模型、控制模型、前向链路数据接收任务与发送任务的操作规划模型和返向链路数据接收任务与发送任务的操作规划模型,有效地描述了TDRS的动态行为特性。最后,通过仿真实验得到了TDRS操作规划方案,验证了所建模型的有效性。与PDDL模型比较分析表明:所建模型可以有效引入TDRS的领域知识,能够有效提高求解效率。所建模型可以为TDRS操作规划方案的制定提供理论参考。

TDRSS中多普勒频移消除方法的研究

在TDRS通信系统中,用户星相对于中继星的高动态性引入的多普勒频移对扩频信号的捕获造成了很大的困难。文章在分析多普勒频移对PN码捕获性能影响的基础上,采用基带正交对消法去消除多普勒频移,消除了多普勒频移对PN码捕获电路的影响,解决了低信噪比情况下在基带上消除多普勒频移的难题。

基于双传感器数据融合的土壤湿度测量与建模

为了克服TDR-3土壤湿度传感器所测量的土壤湿度数据受土壤硬度的影响,得到客观的水分/土壤的质量百分比,设计并制作基于TDR-3土壤湿度传感器和土壤硬度计的土壤湿度测量装置。装置标定时,通过逆向烘干法精确计算水分与土壤的质量百分比,进行土壤湿度(c)、土壤硬度(ψ)和TDR-3传感器输出电压(U)三因素正交试验,用Matlab软件进行二元曲线拟合,构建三者间的数学关系。试验表明,融合TDR-3传感器的输出电压和土壤硬度计的硬度数据后,装置可直接测量出土壤水分的质量百分比,与理论含水率的最大误差为4.75%。相对于单纯使用TDR-3土壤湿度传感器测量土壤湿度,装置的测量精度显著提高。对同一土样测量的最大重复性误差为0.83%,模型具有一定的可靠性与鲁棒性。该文可为开发更加精确的土壤湿度传感器提供参考。

用户星对中继卫星的跟踪规律研究

根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求 ,定义了用户星天线坐标系 ,推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时 ,在给定系统一定初始条件的情况下 ,利用该跟踪规律分别推出了用户星最大跟踪角度和角速度与用户星轨道高度和用户星轨道倾角之间的关系。最后利用 STK(Satellite Tool Kit)对该跟踪规律进行了间接验证。

基于状态-动作模型的中继卫星操作规划问题建模

通过分析中继卫星操作规划问题特点,提出一种基于状态-动作模型的任务规划建模方法。采用PDDL语言对中继卫星的领域知识进行描述,解决动作的持续时间约束、复杂资源约束以及一类特殊的外部事件的表达问题。最终建立的中继卫星操作规划模型表明,该方法较传统规划建模方法具有更强的描述能力。通过引入领域知识将操作任务规划问题分解为规模较小的子规划问题,并给出子任务对应的可选动作集合,从而减小了规划解的搜索空间,提高了求解效率。

基于CEI定轨中整周模糊度问题处理方法的研究

相位干涉测量是一种被动测角跟踪方法,其中的中短基线相位干涉测量(CEI)具有测角精度高、基线短、布网灵活、实时性好等特点.分析采用CEI对GEO卫星定轨时初始整周模糊度解算的可行性,由于中继卫星的初始轨道精度较低,对其定轨时必须首先解决模糊度问题.主控站具有测距功能时,利用精度较高的距离观测量来计算整周模糊度;主控站没有测距功能时,提出了固定模糊度参数的参数估计方法.仿真计算表明,系统误差小于1.0m时该方法效果较好.给出了该方法对星下点在中国上空一定经度带上的GEO卫星网的整体定轨能力,当系统误差为0.1m时,110°E卫星的迹向精度达到25m,对于80°E,140°E卫星,迹向精度分别达82m,34m.

中继卫星H_∞姿态稳定控制研究

主要研究中继卫星H∞回路成形姿态稳定控制问题。中继卫星具有弱阻尼的柔性模态频率和晃动模态频率,并且模态频率具有不确定性,同时系统增益也存在有较大的变化。首先利用拉格朗日方程建立了该卫星的动力学方程,描述了系统存在的结构不确定性,然后设计了H∞回路成形控制器。在设计过程中,首先提出了控制系统所需要满足的鲁棒稳定性和鲁棒性能指标;随后利用H∞回路成形理论设计了卫星的姿态稳定控制器,利用ν间隔度量方法对所设计的控制器进行了降阶处理,并且对所设计的控制器进行了鲁棒稳定性和鲁棒性能分析;最后通过数学仿真证明了所设计的控制器的有效性。

基于XML的中继卫星调度知识表示

知识表示在中继卫星调度问题研究中占有重要地位。分析了中继卫星调度问题的要素,利用面向对象的思想从事实、规则和方法3个方面建立了中继卫星调度知识结构;并对基于XML（extensible markup language）调度知识的表示进行了探讨,主要针对事实知识和规则知识,构建了Schema/WSDL（web service defi-nition language）视图,建立了基于XML的知识文本。

基于卫星中继的导弹飞控数据链链路分析

导弹飞控数据链路可极大地提高导弹的作战性能。分析了基于卫星中继的导弹飞控数据链链路特性,给出了其系统组成结构。完成了地星链路和星弹链路系统的分析与设计。最后给出了各链路的通信余量估算。对导弹飞控数据链的工程实现具有参考意义。

中继卫星任务规划调度概念建模研究

从结构化描述和形式化描述两方面对中继卫星(TDRS)任务规划调度概念建模进行研究。其结构化描述采用基于框架理论的结构化描述模板技术,形式化描述采用XML语言,同时研究了结构化描述模板向XML Schema的映射规则和方法。

中继卫星S频段多址系统应用服务模式

通过深入分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)多址业务的主要能力、业务类型以及服务对象,概括总结出了TDRSS多址业务的2种应用服务模式,即周计划模式和按需接入模式。在此基础之上,设计了我国中继卫星SMA(S-band Multiple Access,S频段多址系统)的预分配服务模式、周计划服务模式和按需接入服务模式等3种应用服务模式。针对这些,建议:低速测控及数传需求的用户平台在安装S频段中继终端时,考虑兼容S频段单址和多址业务;用户中心S频段低速测控及数传服务尽可能使用SMA;用户在单独使用返向SMA资源时,必须确保中继终端处于开机状态,并指向中继卫星。

特征模型方法在中继星天线指向控制中的应用

主要研究基于特征模型的自适应控制方法在中继星天线指向跟踪控制中的应用。利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,分别采用基于特征模型的自适应控制方法和经典PID方法进行卫星本体姿态和天线指向跟踪控制,并比较两种控制方法的控制稳定性和控制精度,仿真结果表明用特征模型自适应控制方法设计的控制器能满足系统性能要求,并具有很强的鲁棒性和抗干扰性。

大型柔性天线运动对中继卫星姿态影响的分析

以跟踪与数据中继卫星为分析对象,建立了整星多柔体系统动力学模型,分析了天线运动作用下,柔性天线和其它附件的综合作用对星本体姿态的影响.结果证明,在分析该中继卫星天线运动对星体姿态影响时,天线的柔性对星体姿态影响很小,在星体姿态控制规律设计中可以忽略,并分析了这种现象产生的原因.

基于中继测量的环月探测器定轨能力分析

嫦娥四号月球探测拟首次实现月球背面的软着陆,测控与数传依赖地月L2平动点的中继卫星,并有望获取四程测量与星间测量数据。对基于中继测量的环月探测器测定轨能力进行了仿真分析,结果表明,中继卫星可较好地实现环月探测器连续跟踪;在定轨能力方面,中继卫星自身轨道精度是制约环月探测器定轨精度的重要因素,当跟踪弧段达到5h以上时,定轨精度趋于稳定,但轨道精度较中继卫星的轨道精度相差1个量级;对于星间链路测量,除中继卫星自身的轨道精度外,星钟的稳定性是制约定轨精度的另一个重要因素,如果辅助以每天1h的地基跟踪亦可实现优于百m的定轨精度。

支持航天器全时监控的中继卫星全景波束技术

针对中低轨航天器监控全时全域覆盖的特点,提出一种采用中继卫星多址返向全景波束联合相扫前向波束支持航天器在轨全时监控的模式。对该模式涉及的全景波束技术进行了仿真分析比较。结果表明,选用数字波束形成技术和1.5 dB交叠的波束构型形成全景波束,设计新的短报文和连续业务数据传输协议,分别用于航天器自身健康信息汇报和常规管控,链路预算余量高于3 dB,单颗中继卫星可服务不少于1000个短报文用户。为下一步全景波束演示验证试验和工程应用提供了参考依据。

美国三代跟踪与数据中继卫星系统的发展

1983年4月,NASA将首颗跟踪与数据中继卫星（TDRS）送入地球同步轨道。经过20多年的发展,NASA已经部署了两代TDRS,当前正在发展第三代TDRS。本文介绍了跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）的演变过程,讨论了每一代TDRS和地面终端站的采购策略与技术要求,比较了第一代和第二代TDRS的特性和能力,并给出了各地面终端站的当前配置情况。

中继卫星系统按需接入业务应用模式研究

DAS(按需接入业务)作为一种新兴业务,不但扩展了美国TDRSS(跟踪与数据中继卫星系统)的多址返向能力,而且还采用模块化的体系结构,为未来的空间网络互联提供了支撑。根据规划,我国未来的中继卫星系统也将提供按需接入业务。因此,在简要介绍TDRSS DAS概念与体系结构,并对其用户分类、返向波束工作方式、典型操作场景、服务模式进行分析的基础上,总结出6种DAS应用模式:1)航天器用户+随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;2)航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+特定TDRS服务模式;3)航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;4)非航天器用户+随机接入+静态波束组合方式+特定TDRS服务模式;5)非航天器用户+随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;6)非航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+特定TDRS服务模式,以期能对我国未来中继卫星系统S频段多址业务的应用提供技术支撑。

我国第一代中继卫星地面应用系统发展建设的思考

"天链一号"03星成功入轨标志着我国第一代中继卫星系统基本形成。作为中继卫星运行管理和数据中继服务的主体,地面应用系统发展建设水平直接决定了中继卫星系统应用效益的发挥。在总结地面应用系统现状基础上,分析了现有系统在资源可用率、任务服务模式和任务保障可靠性等方面所面临的形势以及存在的差距,提出了地面应用系统后续发展建设的思路和内容。