基于双卫星导航接收机的测控装备精度验收方法研究

针对测控装备精度验收的问题,提出了采用双卫星导航接收机的测控装备精度验收方案,给出精度验收的一般流程,详细推导了一种不同于传统的真值计算新方法,并提供了此方法的具体算法和模型。在理论分析的基础上,采用算例进行计算和分析,结果表明基于双卫星导航接收机的测控装备精度验收方法,可以事先根据测控装备的精度指标,分析所需卫星导航接收机的指标,同时也可以为航路设计提供定量数据支撑,节省测控装备精度验收的人力与物力,可以在测控装备精度验收的相关领域推广应用。

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。

基于多目标优化的测控数传资源动态重调度方法

近年来,地面站资源测控数传任务的一体化调度方法受到了越来越多的关注。针对任务随遇处理条件下的测控数传资源调度问题,建立了面向多个优化目标的测控数传资源动态重调度数学模型,提出基于启发式规则和多目标非支配解排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅲ,NSGA-Ⅲ)的地面站测控数传资源一体化动态重调度算法,可生成侧重不同优化目标的多个规划方案供规划人员备选。实验结果表明该方法能有效解决测控数传资源多目标动态重调度问题。

测控站布局对区域卫星导航系统的影响

建立区域卫星导航系统的测控网是卫星导航系统要解决的关键问题之一。讨论国内测控站的布设问题,采用网格计算方法分析国内测控站对导航星座的可观测性。引入位置精度衰减因子PDOP和定轨中的法矩阵条件数,分析测控网对导航星座的观测几何结构强度以及测站位置分布对轨道确定精度的影响,仿真结果表明,利用我国有限的国土跨度和航天测控资源可以确保对导航卫星的测控任务的完成。对在国外布设测控站进行讨论和仿真,结果说明位于国外的测控站(如可在澳大利亚的珀斯设站)的加入能明显改善观测的几何结构强度、提高导航卫星的轨道精度。

基于天基测控的同步轨道卫星联合定轨方法研究

以美国现行的天基光学传感器SBV为例,分析了天基测控环境下光学传感器对同步轨道目标的覆盖特性,并构建了天基测控的观测模型。针对天基卫星星历误差对同步轨道目标定轨精度的影响,提出了抑制天基卫星星历误差的天地基联合定轨方法,将天基卫星和同步轨道卫星都作为待估计状态量,同时解算天基卫星和同步卫星轨道。仿真实验表明,天地基联合定轨方法能有效抑制天基星历误差的影响,能同时提高天基卫星和同步卫星的定轨精度。

灵活的全空域同时多波束测控技术

针对日益发展的多星同时测控需求,给出了一种灵活的全空域多波束同时测控阵列天线实现技术。在分析国外GDPAA(网格球顶相控阵天线)相控阵技术的基础上,提出了子阵有源相控阵+多面数字波束合成的综合实现架构,比较了多面拼阵和球面拼阵工程实现的优缺点;并在单元天线建模的基础上对多面拼阵和球面拼阵进行了系统仿真,验证了其半球覆盖的波束性能和全空域覆盖的可行性。考虑工程实现,给出了多面拼阵的实现建议,并对其发展构思、预期性能和主要关键技术进行了探讨,最后进行了归纳总结。

基于混合蚁群优化的天地一体化调度方法

天地测控资源一体化调度问题是一个典型的大规模组合优化问题,优化过程极其复杂,采用单一优化机制的传统蚁群算法求解这类问题时,存在求解效率低且求解性能差的缺陷。鉴于此,提出了采用两种不同融合策略的新型遗传-蚁群优化方法(genetic-ant colony optimization hybrid algorithm,GA-ACO)求解问题。该方法利用遗传算法的快速搜索、群体性能等优势生成初始蚁群信息素分布,提高了蚁群算法由于运行初期信息素更新较慢导致的较低求解效率和后期早熟引起的较差求解质量。仿真结果表明,相比于基本蚁群算法和遗传算法,混合蚁群算法的寻优性能更好,求解效率更高,更适合解决天地测控资源一体化调度问题。

运载火箭测控系统技术与发展

针对中国新一代运载火箭发射轨道多样、外部环境日益复杂、上行控制和空间环境安全要求逐步提高等发展特点,以及高码率、高覆盖、高精度的测控需求,研究了天基测控、多音组合编码安控、高效遥测和测控数传一体化等几种运载火箭测控新技术的应用前景;从工程的角度,提出了中国运载火箭测控系统发展思路和天地一体化的测控体系结构;并就测控系统资源配置与使用模式、新型测控体制和测控手段、遥测和安控频段等重点发展方向简述了作者的观点。

具有相依特性的航天测控网稳定性分析

随着信息技术的不断提升,航天测控网各系统中的耦合和依赖变得越来越强烈。针对这种具有相依特性的测控网络的稳定性问题,提出借助于相依网络的分析方法,根据信息在测控网中所起的作用,对航天测控网相依特性进行分析、研究,特别是相依网络的级联失效过程进行稳定性分析。将航天测控网划分为具有相依特性的数据信息和控制信息,通过针对单侧网络进行蓄意攻击,研究不同控制信息模式下航天测控系统的稳定性,提出构建稳定、高效的测控网的方法。仿真结果表明,在数据信息遭受攻击时,合理规划控制信息形态并减小控制信息规模,能够有效保障航天测控系统的稳定性。

用MLA理论构建航天测控设备集中监视系统

我国测控设备监控系统大多采用C/S(Client/Server,客户/服务器)模式,针对其存在的接口协议多样、监控元素差异大、不利于测控网的集中监控和信息共享等问题,基于多活性代理理论,提出在原有设备监控系统的基础上,通过增加测控设备监控信息接口协议转换、测控设备的集中管控代理、测控设备状态集中展示代理等功能,构建测控设备集中监视系统。具体描述了系统的体系架构、层次模型、运行环境、功能模型以及功能设计,分析了系统的活性保持及活性协调协商机制,从效率、时间、发展、成本等4个维度对系统的活性度量进行了计算和描述。该构建方法有利于提高整个系统的自动化能力,同时对复杂信息系统的构建也能起到一定的借鉴作用。

月球探测任务测控系统总体设计技术研究

我国的探月工程采用"绕、落、回"三步走发展战略,测控系统作为工程五大系统之一,通过探月工程建成了全球布站的深空测控网和18 m测控网,并圆满完成了历次任务对探测器的测控,在任务分析与设计、测定轨和链路设计等方面积累了大量实战经验。本文以嫦娥四号中继星和探测器两次发射任务为例,系统梳理了我国深空测控网和18 m测控网现状;根据任务需求,从测控覆盖、链路性能、测定轨精度和日凌影响等方面对测控任务实施能力进行了详细分析。以此为基础,对多目标测控、轨道测量和日凌期间的测控方案进行了系统设计。通过对任务期间获取的实测数据进行全面分析,总结了测控实施情况,并对后续工作提出了建议,以期为我国后续月球和深空探测测控通信任务设计提供借鉴。

航天测控设备保障体系综合能力评估研究

航天测控（telemetry,track and command,TT＆C）设备保障体系是形成航天测控任务能力的重要基础。为了提高保障体系建设投入效益和部队航天试验装备保障的科学化管理水平,对其进行全面、客观、准确的评估是非常必要的。概述了航天测控设备保障体系综合能力的评估原则,建立了评估指标体系,给出了主要基础指标的计算模型,并把基于多级模糊层次综合评估方法用于航天测控设备保障体系综合能力评估。

VLBI软件相关处理机研究进展及其在深空探测中的应用

甚长基线干涉测量(VLBI)是重要的射电天文技术,具有极高的空间分辨率,是国际上广泛采用的深空探测器高精度测量手段,相关处理机则是VLBI数据预处理的核心设备。由于VLBI观测数据的相关处理具有数据密集和计算密集的双重特点,目前绝大多数均由专用的大规模高速硬件相关处理机承担。随着通用计算机性能的迅猛发展,基于通用商用计算机的VLBI软件相关处理机的研究逐渐得到重视,并发展迅速,成为VLBI技术领域新的研究热点。软件相关处理机具有制造价低、复制容易、升级简便等特点,有可能在不久的将来,以深空探测领域为切入点,得以普遍应用,并且在常规天文数据相关处理中替代现有的硬件相关处理机。

多星测控调度的遗传算法分析

针对多星过站冲突问题,以工程需求为导引,建立了多星测控调度模型,并采用遗传算法对其进行求解.从全局和局部搜索两种策略入手,以可用可见弧段为对象,设计了"全弧段"编码和基于协同进化的编码两种编码方式,给出了对应算法的实现流程和遗传操作算子,对两种编码方式的求解效率进行了分析.通过仿真对两种编码的求解质量与时间开销性能作了验证,由此得出了两种编码和对应搜索策略的适用范围.据此开发的系统已成功应用于航天顶层设计的辅助决策.

网络化综合化的天地一体化信息系统探讨

针对天地联网中空间与地面网络节点的信息高效互通、交换及应用需求,利用电子信息综合化技术实现高度综合化的多功能通用平台,构建天基以及地面系统"资源池",结合SDN(Software Defined Network,软件定义网络)架构、网络协议与路由网关,将有效解决网络中由于物理界限造成的信息阻隔,实现物理资源与边界虚拟化、信息流程智能化的天地一体化天基信息系统,提高天基信息资源利用率、信息按需定制及高效共享能力。结合天基信息系统发展趋势,探讨了天地一体化信息系统的网络化、综合化应用建议和研究重点,梳理了天、地节点综合化、网络化的关键技术方向。

月地及月地以远测控通信与若干关键技术发展趋势

通过研究国内外主要测控通信技术现状与发展动态,梳理出了目前我国在月地及月地以远距离测控通信技术遇到的挑战:面临测量精度尚不能满足科学探测更高的要求,数据传输能力难以满足更高的数据传输速率需求,关键器件自主可控较为薄弱,激光通信高精度快速捕获手段单一,以及星载终端设计与关键技术在轨验证较少等。针对这些问题,提出了对天线组阵、激光测控通信技术、Ka波段及毫米波低温接收机、超导纳米线单光子探测器、深空光学跟瞄系统、窄线宽激光光源的产生技术、光通信调制技术和高功率低噪声放大器的迫切需求,并介绍了国外最新的用于深空测控通信的新概念与前沿技术,即一体化微波/光学混合通信系统与微波光子射频信号稳相传输技术。最后,结合我国现状,讨论了我国测控通信重点发展方向及其关键技术的建议,可供构建月地及月地以远测控通信系统参考。

航天测控网调度的混合构造启发式算法

针对航天测控网调度问题,提出一种基于混合启发式的解构造算法。与其他构造启发式算法不同的是,本启发式算法充分利用了我国航天测控网调度需求的特点,包括优先级、任务之间时间间隔要求和一个需求包括多个相同任务要求等,综合考虑了任务局部和需求全局,融合最大可用窗口价值规则和最早可用窗口集规则。其优势在于通过动态选择构造启发式规则来提高求解质量。最后,通过仿真实验分析比较,该算法可以在不明显增加计算时间的基础上得到更高的初始解质量。

飞行器测控通信技术发展趋势与建议

在研究国内外测控通信技术现状与发展动态的基础上,梳理出未来测控通信发展趋势:将走向综合化网络、高精度和航天器自主导航,发展光学测控通信技术,提升跟踪与数据中继能力,建设天基靶场,加强安全防护,以及设备高度综合化、数字化、软件化和低成本等;结合我国测控通信技术发展遇到的技术"瓶颈"与挑战,探讨了当前我国测控通信发展面临的主要任务:制定顶层规划,继续提升技术水平,满足新平台新任务测控需求,探索新概念与前沿技术等;最后,提出了我国测控通信重点发展方向及其关键技术的建议。

测控中心计算机系统的自主可控技术研究

测控中心计算机系统是测控中心的核心枢纽,通过自主可控技术加强其安全性,摆脱对国外软硬件的依赖,是当务之急。在分析测控中心计算机系统特点的基础上,对测控中心计算机系统自主可控技术的研究与实践进行了总结,列举了实践中遇到的基础部件国产化程度不高、开源软件问题多、自主可控产品商品化程度不高等问题。针对自主可控技术不甚成熟的情况,提出了国产软硬件产品的技术摸底、详尽测试、加强基础软件的版本管理和控制等发展建议,以推动自主可控技术在测控中心领域的应用和发展。

航天测控任务可靠性的混合分析方法

二元决策图(binary decision diagram,BDD)方法和直接仿真法在评估测控资源规模大、阶段任务多的测控任务的可靠性时都存在局限性。从分析单个阶段任务的可靠性损失量出发,提出一种测控任务可靠性分析的解析模型,并基于强制法快速获取解析模型所需的输入数据。通过案例,验证了混合式分析法相对BDD方法和直接仿真法在时效性上的优势。这种结合解析模型与快速仿真法的混合式分析方法为解决测控资源规模大、阶段任务数量多的测控任务可靠性的评估问题提供了可行的手段。