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。

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。

相控阵测控技术(四):相控阵测控中角误差对测速/测距误差的耦合效应

相控阵中,控制各阵元移相值实现角度跟踪的同时也会对合成载波的相位产生影响,而测控中的测速/测距又是通过测量该相位来实现的,这就使得角度跟踪对测速/测距精度产生了影响,这是相控阵应用于测控系统的主要技术问题。研究了这种效应及其产生的机理,分析了各种影响因素,阐述了它的物理意义,推导出了相应的公式,指出了它对测速/测距误差的影响。

相控阵测控技术(一):相控阵角跟踪概论

相控阵同时多波束对多目标的高精度连续闭环角跟踪,是相控阵技术中的一个新的重要领域。针对此,提出用递归累加进行相位控制并构成一个积分环节,以此为基础构建成基本的一阶角跟踪环路,在环路中可再增加积分环节的个数构建成高阶的自动控制系统,从而实现高精度的连续角跟踪。给出了系统框图,推导出了常用的二阶环的闭环传递函数表达式,它与锁相环的闭环传递函数类似,可以应用锁相环技术的很多有关成果。还介绍了投影面转动法、空窗滑动法等相控阵角跟踪方法,尽管它们的跟踪方案不同但都具有相同的闭环传递函数模型。

载人航天天基测控通信探析

梳理了国内外空间站天基测控通信应用的概况,针对近地载人航天对测控通信系统的高要求,分析提出中继卫星系统的发展建议,以及导航卫星和低轨卫星星座系统的特点优势。调整中继卫星轨位、增加中继激光链路、采用全景波束全时监控模式,以及导航卫星和低轨卫星星座作为必要补充等途径,可为载人航天测控通信提供更好的灵活性、可用性和效费比。为载人航天天基测控通信发展提供了参考依据。

基于形态匹配聚类的近邻扩展目标跟踪算法

针对传统扩展目标跟踪(Extended Target Tracking,ETT)算法在处理近邻目标时面临的计算效率低下和跟踪不准确的问题,提出了一种形态匹配聚类量测集划分与高斯逆威沙特概率假设密度(Gaussian Inverse Wishart Probability Hypothesis Density,GIW-PHD)滤波器相结合的跟踪处理方法。该方法首先由GIW-PHD滤波器得到预测的目标状态,其次使用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)算法完成量测集的初步划分,在此基础上利用较高权重的预测分量实现对多个近邻目标混合量测簇的判断,进而使用椭圆形状约束(Elliptic Shape Constraint,ESC)的FCM(Fuzzy C-Means,FCM)算法(ESC-FCM)对混合簇进行二次划分得到更精确的划分结果,最后将划分结果合并后送入GIW-PHD滤波器完成目标状态的更新。仿真结果表明,本文所提量测集划分方法能够充分利用GIW-PHD滤波器预测步获取的目标位置、形态等信息完成混合量测簇的准确划分,从而实现对近邻扩展目标运动学状态和扩展形态的快速、高精度估计。

基于射频指纹的卫星测控地面站身份识别方法

传统卫星测控通常采用加密认证安全机制,存在身份假冒、欺骗等安全问题,该文提出一种基于射频指纹的卫星测控地面站身份识别方法,并设计了一种面向星载平台的轻量化卷积神经网络。该网络首先使用IQ方向上的卷积层提取IQ信号相关特征,将2维数据降成了1维,再使用时序方向上的多层卷积提取信号的时域结构特征,之后使用最大池化层降低数据维度,在充分利用IQ信号中包含的原始特征信息的同时减小计算量,最后经过两层全连接层进行分类,实现对卫星测控地面站身份识别。仿真实验表明,该方法对21台发射机个体的平均准确率为93.8%,较传统的支持向量机方法提高了39.8%,较DLRF网络模型、ORACLE网络模型分别提高了11.5%,29.8%,且具有鲁棒性强、轻量化的优点。该文所提方法对于提高卫星测控链路安全性具有一定的理论参考和工程应用价值。

基于DQN的异构测控资源联合调度方法

以异构测控网资源联合调度为研究对象,提出一种基于强化学习的深度Q网络(deep Q network, DQN)算法。在充分分析异构测控资源联合调度问题特点后,用数学语言对影响问题求解的约束条件进行描述,建立了资源联合调度模型;从应用强化学习解决问题的角度,对求解的问题进行马尔科夫决策过程描述后,分别设计了2个结构相同的神经网络和基于ε贪婪算法的动作选择策略,并建立了DQN求解框架。仿真结果表明:基于DQN的异构测控资源调度方法较遗传算法能够找到调度收益更优的测控调度方案。

基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术

在航天扩频测控系统中,伪码测距技术可以有效避免相位模糊,但是码长也限制了其相位测量精度,而载波测距技术则具有更高的相位测量精度。针对扩频测控体制,提出了一种基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术,该技术利用锁相环获得的载波相位对伪码值进行平滑,在保留伪码测距无相位模糊特性的基础上进一步提升测量精度,从而减小测距接收机的随机误差。仿真结果和试验数据表明:该方法能有效提高星地测距精度,测量精度达到毫米量级,具有很强的实用价值。

变厚度工件的超声C扫描成像数据采集方法

针对超声自动C扫描系统检测过程中的超声A扫描信号闸门调节展开研究,提出了一种适用于变厚度工件的多闸门动态跟踪方法。其基本原理是在变厚度工件的上下表面回波之间设置检测闸门,同时跟踪上表面回波与底面回波,改善脉冲反射法检测过程中变厚度工件上表面或底面的界面变化导致的回波位置变动现象,降低干扰波影响,将闸门记录的有效数据最大化。最后,通过对含有人工缺陷的变厚度不锈钢板的水浸超声检测,验证了多闸门动态跟踪方法的可行性。

连铸机数据采集系统的设计与应用

随着人工智能技术越来越广泛地应用于钢铁行业,对数字化和信息化技术在钢厂的应用提出了新的要求和挑战,目前国内钢铁企业数字化技术的应用还处于发展阶段,尤其是某些较早投产的产线信息化应用还较欠缺。连铸工序作为炼钢生产过程的重要一环,数字化应用还有很多有待开发和优化的工作,特别是从企业当前的实际情况和需求出发,自主开发模型化和数字化解决方案具有相当的必要性和重要性。以某厂板坯连铸机为例,探讨了连铸机设备和工艺参数的采集和存储特点,通过分析数据类型及用途,优化设计了表与表的关系,实现了高效的PLC数据采集和存储;通过优化数据库设计达到了存储容量和查询效率的平衡。同时在数据采集的基础上,面向当前数字化、智能化发展的趋势和应用需求,开展了数据采集和模型化框架研究,实现了基于C/S架构的分布式应用设计,并进一步实现了浇次、炉次、坯次识别、铸流跟踪和混浇模型的应用,为产线改造和自主数字化、模型化开发探索了可行的路径。

一种微小型USB测控应答机测距音功率解耦方法

在航天统一S波段(unified S-band,USB)测控系统中,地面测控站通过星上的USB测控应答机转发的测距音相位延迟提取距离信息,考虑到测距音提取滤波器以及信道噪声对下行调制度的影响,下行测距音的调制度会发生非预期的起伏,从而影响整个测控系统的功率效率与通信距离。提到了一种微小型USB测控应答机测距音功率解耦方法,在简化上行接收机设计的同时,通过进行接收功率归一化,消除上行接收信号强度对调制度的不利影响,保障了测控应答机调制信号的功率效率,并通过产品实测对方法的可行性与效果进行了验证。

船载测控雷达无塔角度标校新方法

为了实现船载测控雷达海上无塔动态角度标校,通过分析副面馈电标校的原理,提出了一种在天线副反射面与馈源喇叭空间位置不对称的特殊情况下的角度标校新方法,即副面耦合器任意位置角度标校法,解决了对副面馈电角度标校法耦合孔精确定位难的问题。详细阐述了该方法的工作原理、标校步骤,最后通过试验验证了方法的正确性和有效性。

跳频对DS/FH接收机载波跟踪精度影响分析

面对日益复杂的电磁环境,将DS/FH混合扩频技术引入航天测控领域是一种尝试.针对DS/FH信号的特点,推导了航天测控背景下的DS/FH混合扩频系统接收机关键节点的数学模型,分析了航天测控应用中由于DS/FH混合扩频信号的相邻跳频频率不同导致附加在载波上的多普勒频率跳变和载波初始相位跳变对混合扩频接收机捕获跟踪的影响,重点分析了载波多普勒频率跳变和载波初始相位跳变对接收机载波跟踪精度的影响;提出了一种减小由于跳频载波初始相位不确定造成相关累积能量损失的方法,并利用跳频图案辅助降低了跳频对混合扩频接收机载波跟踪精度影响,仿真验证了该方法的有效性.

应用标校卫星鉴定测控系统精度方法探讨

根据标校卫星的用途及所需提供的高精度比较标准等技术要求,针对星载比较标准及靶场数据处理状况,提出了改进和提高测控系统精度鉴定的技术途径。探讨和提出了4种类型的数据处理技术和方法,简述了它们的思路和关键技术,分析了应用条件和特点。其中,第1种方法是目前使用的经典鉴定方法;后3种方法(自鉴定方法、精确标准鉴定方法和融合处理鉴定方法)都充分利用了星上测量资源、卫星轨道运动特性以及优良的差分、自校准等融合处理技术,它们都明显优于经典鉴定方法,可以使标校卫星提供更精确的比较标准,扩大其目前的功能和用途。特别是融合处理鉴定方法,不仅可以精确地评定定位系统测量精度,而且可以为测速系统精度评定提供一种良好的技术途径。

国际空间站测控通信系统研究

测控通信系统是国际空间站的重要组成部分,可靠的测控通信系统是确保空间站长期稳定在轨运行的基础。对国际空间站测控通信系统进行了较为深入的研究,介绍了国际空间站测控通信系统的组成,梳理了国际空间站中继S系统、中继Ku系统、空空通信系统的链路特性与工作方式,并总结归纳了国际空间站测控通信系统多手段备份、采用高性能编码等特点,以及对我国的启示,能够为我国测控通信系统的发展提供借鉴与参考。

多轴超声C扫描系统在车辆负重轮检测中的应用

采用多轴超声水浸C扫描系统检测车辆负重轮的内部缺陷,对扫描工艺参数、曲面路径快速编制进行了研究,获得了最佳检测工艺参数及快速编制曲面跟踪路径方法。结果表明,曲面跟踪C扫描检测是车辆负重轮理想的检测方法,不仅有利于缺陷的检出,而且检测结果准确、检测效率高,适合大批量作业。

数字化角跟踪接收机的设计与实现

介绍了数字化跟踪接收机方案设计 。

雷达标校系统中定向灵敏度标定方法及其应用

针对目前船载测控设备放球标定中采用的自跟踪固定加偏工作方式的不足,通过对加偏电压乘以俯仰角度余弦的方法,消除正割补偿对标定的不良影响,提出一种采用自跟踪无级加偏与固定加偏相结合的工作方式,该方法操作简单、直观,并经过多次任务的检验,收到较好的效果。

航天测控单脉冲跟踪系统干扰分析

针对航天测控单脉冲跟踪系统的抗干扰问题,通过对雷达系统单脉冲对抗技术分析,从信号形式、测控体制、天线与目标运动特性、任务实施以及地面跟踪站布署等方面讨论了航天测控单脉冲系统对抗特点,分析了可能的干扰平台,给出了干扰强度估算公式和扩频体制下有效干扰的约束条件,就交叉眼干扰、AGC干扰和延迟转发干扰对航天测控单脉冲跟踪系统的影响进行了探讨,为航天测控单脉冲系统对抗问题构建了基本的研究框架。