航天TT&C调度的拉格朗日松弛策略

根据航天遥测、跟踪和指挥(TT&C)调度的测控需求,建立航天测控调度问题的0-1整数规划模型,运用(λ,ν)、(μ,ν)和(λ,μ)3种策略对模型中的约束进行松弛,通过次梯度优化算法求得每种松弛问题的上界。利用2个场景验证上界(目标函数值)的有效性,调度结果表明,3种松弛策略中以次梯度优化算法得到的上界差别最小。

一种航天测控冗余跟踪弧段处理方法

随着在轨航天器的日益增多,测控资源的需求量也日益增大,因此,其使用效率也倍受关注。当航天器重要测控弧段安排多个测控设备进行全力跟踪时,很容易出现测控弧段搭接或完全被覆盖的情况。为有效利用现有测控资源,针对弧段搭接的情况,提出了一种基于冗余度评价函数的跟踪弧段处理方法,该方法在不降低跟踪总时长情况下,通过合理有效地配置测控资源,剔除了冗余跟踪弧段,提高了现有测控资源的使用效率。

知识图谱和大语言模型在航天测控问答系统中的融合应用研究

随着自然语言处理技术的发展,智能化检索与问答系统不断发展,为改善传统知识图谱语义解析能力不足和当前通用大语言模型在垂直领域对知识学习不够深入的问题,提出了融合知识图谱的大语言模型方法,进行了两步优化:首先,利用知识图谱在命名实体识别和关系抽取的基础上,构建大模型提示Prompt模板,进行辅助增强生成,利用图谱中存储的数据提供相关来源;其次,利用低阶适应性微调(LoRA)策略冻结大模型原有参数,增加部分网络参数进行微调训练,优化模型在航天测控领域的知识储备与理解。通过两步改进提高了模型整体在语义解析和知识细节上的理解掌握,结合航天测控领域的相关教材、报告和手册等资料,搭建了知识问答系统,取得了较好的效果,说明了该方法具有一定的应用价值。

CCSDS航天测控信号的简化非相干检测算法

针对航天测控系统中CCSDS推荐的连续相位调制(Continuous phase modulation,CPM)信号载波相位难以恢复的问题,文中提出了一种简化非相干检测算法。首先依据最大似然比准则,推导出信号的最优非相干检测算法,然后将基于Laurent分解的CPM信号的线性模型引入,简化非相干接收机结构。同时考虑到信号相位间的连续性,每次分支度量通过处理多个符号时间的接收信号来提高检测性能。简化的接收机由几个前端滤波器和紧随其后的维特比运算部件构成,文中最后给出了L=4的高斯最小频移键控(Guassian minimum shift keying,GMSK)信号的接收性能,结果表明在误码率同为1×10-4的条件下,观察窗口为8个码元长度时,简化非相干检测比起最优相干检测算法只有1.2 dB的性能损失。

基于GPS校准的CEI系统测量原理和精度分析

阐述了CEI的测量原理,提出了一种基于GPS卫星校准的CEI的测量体制,并对该体制中各测量元素的测量方法进行了讨论,对各测量元素的测量精度进行了分析,探讨了该体制应用于同步卫星定轨的可行性。

全空域相控阵测控系统下的目标跟踪方法

随着我国航天测控(Tracking Telemetry and Command, TT&C)领域的不断发展,面向全空域相控阵TT&C的工程应用越来越多,传统TT&C系统中的校相及跟踪方法无法适应新的工程应用。针对目前全空域相控阵TT&C系统中校相及目标跟踪方法与传统TT&C系统不通用的问题,结合工程实践应用,介绍了全空域相控阵TT&C系统中的校相及目标跟踪方法。实践表明,所提方法具有良好的目标跟踪能力,可满足工程需要。

我国航天测控通信系统配置CCSDS SLE业务方案设计

介绍了CCSDS SL正业务的具体内容，提出了在我国航天测控系统中采用CCSDS标准的SLE传输协议实现国际联网的设想,并给出了前向遥控SLE业务的配置方案。

一种国际C全频段通用型应答机的设计与应用

从日益繁重的远洋航天测控任务需求出发,讨论了我国远洋测量船国际C频段统一测控系统校飞、联试中对全频段通用型应答机的需求,阐述了基于综合基带技术的设计与实现方法,并对其近几年来在工程实践中成功应用与效果进行了总结。

COTS星载双模测控应答机基带设计与实现

提出了一种星载双模测控应答机基带设计方案,采用COTS（商用现货）器件实现,能较好解决星载功率受限和空间辐射效应引起的相关问题。测控应答机主处理器由反熔丝FPGA（现场可编程门阵列）实现,可在低功耗条件下保证最基本测控需求,解调上行DPSK（差分相移键控）信号,调制下行扩频信号;协处理器受主处理器控制,由SRAM（静态存储器）FPGA来实现,对上行扩频信号进行解扩解调。测控应答机可根据星载电源功率情况和不同测控任务切换模式,具有成本低、可靠性高、使用灵活等优势。

航天测控任务全过程管理质效影响因素分析

为量化分析航天测控任务准备及实施全过程中影响质量目标实现的各种因素,采用基于复杂网络的质量问题因素分析法,对航天测控任务中的人员、设备、法规和环境等事件要素分类组成及其关联关系进行分析,通过构建任务质量因素控制网络,有针对性地控制和预防关键质控点、关键流程的质量因素,提升任务全过程的质量管理水平和效率,为航天测控任务项目主管制定防范质量问题措施提供量化依据和决策支持,保障航天测控任务顺利实施。

软件定义测控系统体系架构与关键技术

为了满足快速变化的民商航天测控需求和小卫星及大型星座的快速发展导致的测控任务爆炸式增长需求,将软件定义技术这一被认为改变游戏规则的革命性技术,从互联网行业引入航天测控系统,提出了软件定义航天测控系统体系架构,实现测控系统新一轮技术革新。文章首先分析了传统航天测控系统体系架构及存在问题,其次讨论了软件定义航天测控系统具有层次化设计标准,应用接口开放,系统集中控制,基础资源可灵活重组等技术特征。随后分析了该体系架构的优势及标准接口与规范、软件定义射频前端、软件定义信道和软件定义基带4项关键技术,并对软件定义测控系统发展作出了展望。研究结果表明相比传统测控系统软件定义航天测控系统架构更能满足日益发展的航天事业对测控资源的需求。

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。

基于多样本GA-PSO算法的发射入轨段测控设备优化部署

针对当前航天器发射入轨段地基测控设备部署中存在的效率不高、灵活性不足等问题,考虑最高仰角、地形遮蔽等约束条件,以定轨精度、测控覆盖、资源占用为优化目标,建立给定弹道下测控设备部署优化模型。提出基于多样本遗传-粒子群(Genetic-Particle Swarm Optimization,GA-PSO)算法的发射入轨段测控设备部署优化方法,通过目标权重自适应变换和一定强度的蒙特卡洛仿真实验获取Pareto最优解集,统计分析确定全局最优解。仿真结果表明,该方法可进一步提高发射入轨段定轨精度和测控覆盖率,减少设备冗余,为测控方案制定提供有效数据参考。

一种基于无人机的测控天线干扰试验系统设计

面向航天测控装备大口径天线抗电磁干扰能力验证工程应用需求,分析了测控天线抗电磁干扰技术指标,提出了基于干扰入射角的干信比估算方法,设计了一种基于无人机的测控天线干扰试验系统,并通过某型12 m测控天线进行了干扰试验验证。该系统为大口径测控天线抗电磁干扰指标测试提供了一种新的手段,具有良好的工程应用前景。

基于Web的多体制中频测控一体机设计与实现

从国外引进的地面测控设备在国内测控相关业务中广泛使用,其功能完备,但也存在系统集成度低、连接关系复杂、信号中继环节多等影响系统整体可靠性的弊端,并且成本高昂。针对高集成、小型化、智能化的测控设备需求,研究了嵌入式Web和软件无线电技术,提出了基于Web的多体制中频测控一体机设计与实现方案,测控一体机的核心功能是实现统一S频段、统一C频段和非相干扩频测控体制的遥控信号调制、遥测信号解调,以及测距测速。同时,设备还集成了信号源、功率计和频率计的部分功能,可实现对输入信号功率、频率和信噪比的测量。通过嵌入式Web设计,设备参数可以灵活动态配置,能够完成卫星地面测试、测控模拟和地面站测控等相关业务。

卫星网络测控资源鲁棒调度方法

卫星网络规模的持续增长为测控资源的有效调度带来了巨大挑战。受到天气等因素的影响,星地链路性能具有较强的不确定性。为了兼顾资源利用率与任务可靠性,提出一种鲁棒的测控资源调度方法。该方法可基于预测得到的星地链路信道状态分布与规划周期内的任务分布情况为测控任务安排传输窗口的开始时间与持续时长,并通过反向迭代的方式对资源分配方案进行优化从而最大化任务期望收益值。实验结果表明,与传统的非鲁棒调度方法相比,所提调度方法在不同信道分布下都能取得良好的任务收益,实现资源利用率与任务可靠性的有效提高。

一种天基信息支援测控保障能力快速评估方法

天基信息支援的高实效性对测控保障能力提出了严格要求,针对测控保障能力的快速评估问题,提出了一种基于层次分析法的快速评估方法。首先,依据时序和事件逻辑匹配一致性原则,将整个评估流程拆解为天基信息支援对测控需求确定、评估数据收集、制定评估指标和标准、分析评估数据、提供评估反馈和建议5个步骤,并基于拆解步骤项,确定了评估实施流程,设计了评估层级结构模型,提出了评估方法。然后,依据独立性原则确定了评估指标和标准,采用综合赋值法确定了指标权值,得到归一化评估结果,并确定不同标准对应的决策建议。最后,通过实例验证表明,方法能够快速完成测控保障能力评估,并提供对应的合理处置决策建议,可为天基信息支援的辅助决策快速提供有效依据。

一种低复杂度遥测数据删除卷积译码方式

针对航天测控通信中遥测数据删除卷积码的译码,提出了一种低复杂度、低资源占用量的译码方法。介绍了卷积码和删除卷积码的原理和区别、传统遥测数据删除卷积的译码方式,针对其在高码率时资源消耗量大的问题,提出了一种改进方法,采用遥测节点同步的方式,在卷积译码前即可确认删除码率和数据组合;对比了2种方式的资源占用量和译码性能,说明采用遥测节点同步的方式可以有效地减少译码器的使用,大大节省了资源占用量。

航天测控设备状态配置和管理方法

针对我国航天测控网设备状态配置和管理方法现状,分析了测控设备任务准备和历史任务恢复节点的现实需要,提出了航天测控设备历史状态宏迁移、设备参数共享以及设备状态集中管理3种方法。通过分析比较,给出了设备状态集中管理和可扩展标记语言(XML)格式设备状态共享方法相结合的实现途径。该方法能够实现设备参数的快速设置和检查以及不同设备之间状态的共享,有利于提高整个测控网的自动化程度和运行效率。

DS/FH扩频测控信号的一种同步方案分析

针对航天测控信号的高动态特点,提出了直扩/跳频混合扩频(DS/FH)测控信号的一种快速同步方案。阐述了采用频率快速扫描和基于FFT算法的三维快捕方法。通过对码多普勒及多普勒频移跳变现象的分析,得到了利用跳频图案和多普勒频移的跟踪结果来实时补偿最大为8.2kHz的多普勒跳变量的方法。在比较了几种载波跟踪方法的基础上,给出了采用算法嵌入式环路跟踪测控信号的建议。