高低轨卫星一体化协调应用的关键技术与实践

文章针对我国高、低轨卫星协同工作所面临的主要问题进行了深入研究,明确了其发展目标。研究重点对高、低轨道融合问题的复杂度进行了分析。在研究过程中,笔者将着眼于提高整个卫星的综合效能,促进卫星通信的发展,从技术层面上来解决上述问题。研究结果表明,高、低轨道融合对于提升系统性能和解决技术难点都有重要意义。该项目的研究成果将为我国在轨卫星技术在通信网络中的应用奠定理论基础。

高低轨双星时频差无源定位精度

高低轨卫星联合定位是提高地面辐射源无源定位精度的有效方法。从时差基线、速度差增加方面分析了高低轨双星定位精度相对同轨卫星定位精度高的原因,推导出高低轨双星时频差定位误差分布表达式,分析了高低轨联合定位适用的时频差测量方法及其测量精度。仿真分析结果表明:在低轨卫星星下点附近较大范围内,定位精度达到百米量级。验证了双星相对位置变化、时频差测量误差、高低轨卫星自身位置速度测量误差等因素对高低轨双星定位精度的影响。

高低轨卫星联合定位研究

从卫星地面终端定位的发展来看,整合现有卫星资源,将低轨星和高轨星联合起来形成一种新型星座组合是将来的一种发展趋势。依据现有定位体制的原理和特征,提出了高低联合双星时差频差定位、高低联合三星时差定位两种新颖的高低轨联合定位方法,提供了详细的理论依据和仿真结果,说明了高低联合定位在定位误差、误差分布等方面的优势,分析了一高两低和两高一低组合的性能差异,为卫星地面终端定位技术的发展提供理论支撑。

高低轨混合卫星网络管控架构设计

针对高低轨混合卫星网络的特点,探索卫星运控、网络管控等功能的整合机制,提出基于统一管控平面的天地一体管控架构,包括系统组成、运行机制、技术体制等,并分析了该管控架构优点及工程实现所面临的困难。

基于高低轨场景的干扰源三维坐标定位方法

卫星干扰源定位能够被动接收干扰源信号,以卫星为平台对广域的电磁空间进行监视。传统的干扰源定位方法往往在干扰源高程已知的假设下进行定位算法设计,在实际应用中,尤其当干扰源高程较大时,存在较大的定位误差。针对这一问题,提出了高低轨场景的干扰源三维位置定位方法。利用低轨卫星过顶期间测量得到的多个时差测量值,构建高低轨时差定位方程组,并基于牛顿迭代法推导了迭代公式,设计了工程化定位步骤。仿真实验基于STK工具,构建了实际的高低轨定位场景,并进行了定位精度仿真和影响因素分析,验证了所提方法的有效性和稳健性。

基于高低轨联合的空中目标三维定位侦察技术

传统三星时差无源定位系统无法实现目标的三维定位,高程假设会引起较大的定位误差。研究了基于高低轨联合的四星时差三维无源定位技术,建立了定位模型,分析了定位精度,并进行了仿真验证。仿真结果表明,基于高低轨联合的目标三维定位技术具有较高的定位精度,并且能够实现空中目标的三维定位,避免了目标高程假设带来的系统误差。

高低轨双星时频模糊雷达信号的频差估计算法

针对高低轨双星定位系统中,雷达信号定位参数估计结果同时存在时差与频差模糊的问题,分析了相参脉冲串信号的模糊特性;利用粗略配对的脉冲串获得到达时间差序列,避免了对时域高度密集的脉冲进行配对的难题;在此基础上,提出了对时差序列进行中心差分计算频差粗估值实现频差模糊消除的方法;推导得出了频差粗值误差随着辐射源载频的增加、脉冲到达时间测量误差的增大、时差差分间隔的减小而增大的结论。仿真结果表明,频差粗值误差与理论值一致;通过设置合理的差分间隔,得到无模糊的频差粗值以后,频差精估精度逼近CRLB。新算法便于工程实现,对长基线定位系统中雷达信号的频差估计具有一定参考价值。

高低轨卫星网络融合路径分析

针对全球范围内日益兴起大型低轨卫星星座建设热潮,现有高低轨通信卫星各自优势存在不足,单独组网都无法满足未来天基信息网络的需求,低轨卫星网络面临与已有高轨卫星网络如何共存的问题,通过重点分析高低轨卫星网络各自的组成和特点,提出了终端应用结合、网络管控融合、体制协议融合等逐级深入的未来高低轨卫星网络融合的路径,并面向未来卫星互联网的建设,提出了高低轨卫星网络系统相互协调发展的建议。

高低轨双星差分频差定位算法及误差分析

提出了一种新颖的基于差分频差技术的高低轨双星联合定位算法。通过理论推导分析了该技术方法的有效性和合理性；给出了测量误差、星历误差对定位性能的定量影响；仿真结果表明该定位算法对低轨卫星受控区域内的目标定位精度在10m至100m之间。

高低轨混合卫星网络仿真技术研究

通过分析高低轨混合卫星网络特点,结合当前国内外先进卫星网络仿真技术发展趋势,对比当前主流网络仿真软件的优缺点,搭建基于QualNet网络仿真软件的高低轨混合卫星网络仿真平台。针对天基信息网络关键技术研究,提出网络仿真技术解决方案,对网络拓扑、协议模型体系和分析评估指标体系进行设计,验证仿真技术解决高低轨混合卫星网络中组网、路由传输等问题的能力。

基于轨道静检的动检里程偏差修正算法研究

轨道几何状态动态检测时由于光电编码器的动态误差,车轮空转打滑,检测人员置入检测系统的误差等因素的影响,检测数据不可避免地产生里程偏差,导致波形错位,直接使用存在里程偏差的数据时将会影响轨道质量状态的评估精度及线路状态恶化趋势分析的可靠性,无法确保线路现场养护维修效果。提出一种以静检数据为基准的动检数据里程偏差修正方法,并提出主点迭代里程偏差修正PPIC算法,通过模拟数据和高速铁路实测数据,使用PPIC算法和现有最稳定的区段相似波形匹配SSWM算法进行比较,实验结果显示PPIC算法修正后动静检波形吻合度,轨向高低不平顺值较差均值、不确定度及相关系数均有显著提升,且修正效果优于SSWM算法,PPIC算法里程偏差修正精度优于一个静检检测间隔(0.125 m),可有效地对动检数据里程偏差进行纠正。

轨道检查仪异常数据发现与定位

在使用0级轨道检查仪对有砟、无砟轨道进行快速检测时,轨道表面、内侧附着异物(碎砟、油污、线缆等)致使陀螺产生零点漂移,轨检仪陀螺零点漂移使检测轨道的横竖向偏差产生突变。通常测量现场偏远、网络信号弱,现场无法及时传输原始数据至内业,所以突变位置都是在内业处理时才能确定,这样将消耗大量人力物力。本文提出用重复测量波形对应峰值点较差作为突变评判指标,可以有效地将轨向高低较差中含有的系统误差分离出来,统计重复测量的轨向高低较差,把突变的轨向高低当作粗差,运用粗差探测算法找到突变位置,统计消除系统误差后的轨向高低较差的均值和方差,制定探测突变的阈值。按照分析统计算法编制成软件,通过实测数据检验,证明算法的正确性和有效性。

卫星互联网星座发展研究与方案构想

近几年来,美国Space X、OneWeb等创新型企业纷纷计划打造低轨卫星星座,引发卫星互联网的发展热潮。本文回顾了可提供互联网宽带接入的传统卫星通信系统和新兴中低轨卫星互联网星座的发展历程、现状及趋势。结合高低轨卫星系统各自独有的优越性,提出了适于我国国情的高低轨结合的卫星互联网星座方案构想,为我国卫星互联网发展提供建设思路。

“双杭”号游船上排方案研究

该文主要以福建某船厂现有的船舶横向高低轨滑道上、下排设备,对福建交通集团旗下的东方2500G型游船——“双杭”号提出上排方案,并进行研究分析。实际上排过程表明,该方案可行。

Beam-track interaction of high-speed railway bridge with ballast track

Based on the construction bridge of Xiamen-Shenzhen high-speed railway(9-32 m simply-supported beam + 6×32 m continuous beam),the pier-beam-track finite element model,where the continuous beam of the ballast track and simply-supported beam are combined with each other,was established.The laws of the track stress,the pier longitudinal stress and the beam-track relative displacement were analyzed.The results show that reducing the longitudinal resistance can effectively reduce the track stress and the pier stress of the continuous beam,and increase the beam-track relative displacement.Increasing the rigid pier stiffness of continuous beam can reduce the track braking stress,increase the pier longitudinal stress and reduce the beam-track relative displacement,Increasing the rigid pier stiffness of simply-supported beam can reduce the track braking stress,the rigid pier longitudinal stress and the beam-track relative displacement.