中继卫星(TDRS)支持环月探测器的研究

给出了基于轨道根数的跟踪与数据中继卫星(TDRS)对月球探测器的可视算法,分析和比较了地面站和TDRS对月球探测器的测控跟踪能力．结果表明,与依靠地面站相比,使用TDRS后,在不考虑月球遮挡情况下,对环月探测器的测控覆盖率可由50％提高到99％．存在最大月球遮挡时也能达到60％,大大提高了对环月探测器的测控能力．最后讨论了TDRS跟踪环月探测器对TDRS卫星平台的要求,提出了地面站与TDRS相结合的测控方案．在当前TDRS天线运动范围受限情况下,仍能实现对月球探测器的大范围测控覆盖率．

基于用户星精密轨道的TDRS卫星定轨

分析了TDRS卫星的轨道特性及传统的地基测距跟踪技术定轨精度不高的现状,研究了基于空基的用户星精密轨道的TDRS卫星定轨,解决了基于空基的一般GEO卫星定轨问题。

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。

我国TDRS天线捕获跟踪指向系统设计中的几个问题

跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)星间链路中最重要的一个问题是TDRS星上天线捕获跟踪指向系统的开发研究。本文在文献[2][3][4]的基础上,提出了中国实验跟踪与数据中继卫星(CTDRS)天线捕获跟踪系统设计中的几个问题进行分析。

TDRS定位站的最佳布站几何及定位精度

本文结合ＴＤＲＳ定位，对三种定位方案—（Ａ、Ｅ、Ｒ）法，角度交汇法，距离交汇法的最佳布站几何和定位精度进行了分析、比较和计算，其结果说明三种方法中，距离交汇法是对ＴＤＲＳ进行高精度定位的一种较好方法。

美首颗TDRS卫得退役

NASA宣布，其首颗“跟踪与数据中继卫星”（TDRS）在服役27年后于6月27日退役。TDRS-1是1983年4月由首次升空飞行的挑战者号航天飞机发射的。它与另8颗TDRS卫星一道帮助实现与航天飞机等近地轨道航天器的通信。它消除了印度洋上空的通信盲区，实现了对航天飞机和其它低轨卫星的完全覆盖。1998年，TDRS-1开始转用于美国“国家科学计划”下的南极研究项目。

美首颗TDRS卫星退役

美国航宇局宣布，其首颗“跟踪与数据中继卫星”（TDRS）在服役27年后6月27日退役。TDRS-1是1983年4月由首次升空飞行的挑战者号航天飞机发射的。它与另8颗TDRS卫星一道帮助实现与航天飞机等近地轨道航天器的通信。

考虑含水率变化的路基压实填料介电特性试验研究

研究介电特性是路基电磁法无损检测技术的基础,为分析路基填料介电特性及其与含水率关系,采用TDR测试砂土、黏性土、改良土、盐渍土等6种典型填料在不同压实度、含水率状态下的介电常数。结果表明:压实填料的介电常数主要受含盐量、含水率、土质类型、压实度等影响;一般路基填料的介电常数主要受控于含水率,压实度在90.0%~96.0%变化时对填料的介电常数影响不显著;一般黏性土、砂性土、改良土的含水率-介电常数关系采用Alharathi模型拟合可满足工程应用精度要求;不同压实度下的Alharathi模型参数较为接近,a=0.100~0.140、b=-0.270~-0.140;掺灰改良土不同压实度的拟合参数差别较大,实际应用中应考虑掺灰比及压实度对介电常数-含水率关系模型的影响。

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。

施肥对TDR土壤水分传感器测量精度的影响研究

为明析施肥对时域反射法(TDR)土壤水分传感器测量精度的影响规律,并提出适宜的标定方法,以提高其测量精度。以TDR土壤水分传感器作为研究对象,考虑土壤质地、土壤含水率、施肥量3个因素,选取新疆棉花主产区喀什的壤质砂土、克拉玛依的粉质壤土、昌吉的粉砂质黏壤土,设5个土壤含水率水平,5个施肥水平,共计75个处理;以烘干法为基准,建立了TDR土壤水分传感器标定模型,并进行验证。结果表明:在不同土壤含水率条件下,TDR传感器误差随着含水率的增加整体呈增大的趋势。同一含水率时,壤质砂土条件下的TDR传感器误差随施肥量的增加整体呈现增大的趋势;粉质壤土条件下的TDR传感器误差随施肥量的增加呈先减小后急剧增大的趋势;粉砂质黏壤土条件下的TDR传感器误差随施肥量的增加呈先增大后减小再增大的趋势。建立了TDR土壤水分传感器输出值与施肥量、含水率之间的多元回归预测模型并采用Logistic模型进行了标定,壤质砂土、粉质壤土、粉砂质黏壤土试验条件下标定后的平均绝对误差分别为-0.18%、1.46%、0.01%,表明考虑施肥量及含水率的变化对TDR传感器检测精度的提高有积极作用。

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。

浅层滑坡模型边坡土壤含水率和吸力监测预警应用研究

为了更好地了解松散粒状火山灰土壤边坡失稳的水力过程,确定最有用的监测变量,以建立有效的预警系统。本文在浅层滑坡模型边坡上分别通过微型张力计和TDR进行土壤吸力和体积含水率的耦合测量,使用光学激光传感器进行坡面沉降测量。结果发现,在整个入渗过程中含水率增长平稳,而土壤吸力则呈现出突然陡峭的锋面。出于预警应用,土壤体积含水率的监测比土壤吸力监测更有用。同时也表明降雨入渗受到土壤体积塌陷的显著影响,与土壤初始孔隙度有关。

低成本TDR设备土壤含水率试验研究

因为土体含水量会影响土体的物理特性,土壤含水率监测成为了岩土工程中一项重要的内容。目前市场上常用的TDR监测设备价格昂贵,且操作繁杂。文中根据时域反射技术原理(Time Domain Reflectometry,TDR)提出了低成本TDR设备土壤含水率集成监测技术。文中先是自主设计TDR元件,以降低工艺制造成本。然后编写MATLAB1.0分析软件进行数据自动分析。最后通过探针长度测量试验和土壤含水量测量试验,为TDR在土壤含水量测量方面的应用提供了参考。

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。

中继星天线星地大回路控制方案中时延影响的分析与仿真

使用仿真软件MATRIXx建立了星—地大回路闭环跟踪系统的时延分析仿真模型;分析了星—地大回路中大时延环节对系统性能的影响,分析和仿真了经典PID校正后系统的稳定性与跟踪精度;分析和仿真了星—地大回路复合控制系统的跟踪性能。

数据中继卫星系统的数据传输协议研究

首先介绍了美国中继卫星系统的基本概况,给出了其系统组成框图和连接关系,依据中继卫星系统数据传输任务和数据传输需求,并在分析比较ESA和CCSDS的星地数据传输管理协议的基础上,提出了使用CCSDS组织的AOS建议书作为数据中继卫星系统的数据传输协议建议,给出了数据传输帧的定义和初步操作建议。

一类单通道信号的时频分析

根据循环平稳信号分析理论 ,对一类单通道信号进行了时频分析 ,并在此基础上提出了利用该信号在不同时段功率差值提取目标位置的方法 ,其最大优点在于可以固定中频带宽 ,从而省去滤波器组 ,同时具有精度高、抗噪声性能强的特点。仿真结果表明 ,采用功率检波法得到的结果与理论值是吻合的。

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。

TDR测定土壤含水量的标定研究

探讨了TDR测定土壤含水量的原理,并对黑河上游阿柔试验样地取土样进行了土壤体积含水量测定的室内标定试验,得出相关性较好的TDR测定土壤体积含水量的关系式.结果表明:通过室内土样回填建立的TDR测定的体积含水量与土壤实际含水量相关性很好,可以利用TDR精确的测定土壤含水量,为黑河遥感项目提供精确的地面土壤水分数据,为遥感反演和验证提供基础数据.所得到的标定结果对于具有相同土质的黑河中游土壤具有参考价值.