基于改进蚁群算法的TT&C资源配置方法

研究了航天测控网资源配置问题,它是在航天器-地面站有限的时间窗口内对航天器的测控任务进行合理的配置,给每个任务分配一个开始执行时间,在给定的调度时间下,使得任务完成的目标值最大。将引入了杂交算子的蚁群算法来求解该问题,合理地构造了与问题相适应的杂交算子和杂交段。具体的仿真实例表明,在相同的约束条件下该算法总是能最大化地完成任务,并且求得的目标值也有很大的改进。

TDRSS的试验研究

本文介绍一个TDRSS试验系统 ,它包括TDRSS地面站、TDRSS用户应答机和TDRSS联试转发器。理论研究。

面向遥感星座的地面测控资源调度方法

为满足遥感星座的各类测控需求,合理分配和调度地面测控资源,提出了面向遥感星座的地面测控资源调度方法。首先分析调度过程中的约束和优化目标项,构建地面测控资源调度约束满足模型。然后对传统的遗传算法进行改进,将星地可见时间窗口冲突作为先验知识转化为算法中基因间的关联约束,迭代过程中使用关联变异的方式进行冲突消解。最后使用改进的遗传算法进行模型求解。设计3种规模的调度场景进行对比实验,结果表明,所提方法相对于传统的遗传算法能有效提高收敛速度和解的质量,并且随着星地场景规模的增大,效果愈加明显;在大规模调度场景下,迭代次数、收敛时间、任务满足率、跟踪冗余率、负载均衡率和有效跟踪圈次总时长均优于传统的遗传算法。

基于蚁群优化-模拟退火的天地测控资源联合调度

研究了一类约束条件复杂、具有多时间窗口特性的天地测控资源联合调度问题。建立了涵盖多种约束的问题数学模型和基于测控弧段时间序的无圈有向图模型,提出了一种蚁群优化-模拟退火算法(ACO-SA)求解问题。探讨了两种算法的融合策略,完成了包括状态转移规则、可行解生成策略、信息素更新准则、邻域结构、快速退火计划等关键技术的设计实现。多个算例仿真和结果分析表明,测控弧段时间序能保证ACO-SA得到高质量的优化结果,模拟退火机制能有效提高蚁群优化算法的收敛速度和求解质量,相比于基本遗传算法和先到先服务算法,ACO-SA能得到质量更好的解。

无人机测控系统的现状与发展趋势

概述了当前无人机测控系统在新形势下的军事需求,分析了国内外无人机测控数据链与指挥控制站发展现状及趋势,提出了我国无人机测控系统发展模式构想及未来发展思路,并归纳了相关关键技术。最后,建议应在合理规划的基础上,尽早开展相关专题预先研究,实现我国无人机测控系统技术的可持续发展。

基于任务开始时刻的天地基测控资源调度模型

分析了天地基测控资源的特点和高中低轨道航天器测控需求，以任务可能开始时刻作为调度决策变量；考虑了航天器用户方和测控设备管理方的测控要求，以最大化测控任务满足率和测控设备利用率加权和为调度目标，建立了天地基测控资源调度模型；采用了基于拉格朗日松弛算法的调度策略。仿真结果表明，模型及算法对解决天地基测控资源调度问题是可行的。

一种测控数传一体化站网资源调度算法

站网资源调度主要解决如何合理有效地为卫星任务需求分配地面站资源及资源使用时间的问题。首先,根据测控数传一体化站网资源使用需求,分析了站网资源调度的工作模式和约束条件,为站网资源调度问题建立了约束满足模型;然后,针对该模型设计了一种卫星过境弧段序列驱动的启发式站网资源调度算法,并为启发式算法与遗传算法组合使用而设计了相应的邻域交换方法;最后,根据实际的应用需求,通过仿真对比验证了算法的有效性。仿真结果显示,在典型调度场景下,所提的组合式算法调度成功率较启发式算法平均提高了22.3%。

快速响应侦察的测控通信与地面站布设研究

快速响应侦察是空间快速响应技术的一个重要应用,而合理布设地面站以保障侦察卫星的发射测控和快速数据回收是侦察任务顺利完成的基础。通过分析近地快速覆盖轨道和近地重复覆盖轨道的对地覆盖特性,针对发射测控和快速数据回收提出了地面站的布设原则,结合我国领土特点给出了这2类轨道的地面站布设方案,并求解了该方案所能提供的发射测控弧段长度和侦察数据返回时间。分析表明,在我国境内布设地面站以保障快速响应侦察卫星的发射测控和快速数据回收是可行的,其数据返回时间小于1个轨道周期。

统一扩频测控系统实现高精度星地时间同步的方法研究

首先对毫秒级精度的常规星地时间同步的方法进行简要介绍,然后对精度为几十纳秒的时间同步方法作详细的设计与分析,提出采用扩频统一测控系统实现遥测、遥控、测距和时间同步的一体化设计思想。

无人机测控与信息传输技术发展综述

无人机测控与信息传输技术(简称无人机测控技术)是指对无人机进行遥控、遥测、跟踪定位和信息传输的技术。无人机测控与信息传输系统(简称无人机测控系统)由数据链和地面控制站组成,其性能和规模在很大程度上决定了整个无人机系统的性能和规模。介绍了无人机测控技术的基本概念,重点分析了其主要关键技术,综述了国内外的发展现状,并展望了无人机测控技术的主要发展趋势。

多航天器交会下天地通信工作模式探讨

针对中国空间站工程航天器交会对接任务中,地面与多航天器同时进行天地话音和图像通信的潜在需求,分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)、USB(Unified S-Band,统一S频段)测控通信系统及天地通信中心系统支持多目标同时通信的技术原理,提出天地通信系统在双目标、三目标同时跟踪时的工作模式,介绍天地通信系统仿真验证体系,并重点阐述天地通信中心如何采用环回和回放数据文件的仿真方法验证系统对多目标的支持,由此表明天地通信系统具备同时与多航天器进行通信的能力。探讨的结果对工程和实际应用具有参考和借鉴价值。

通用无人机地面控制站研究与设计

针对无人机地面控制站的通用化需求作了分析,设计了基于通用测控协议的协议转换软件、基于"触摸屏+硬按键+可配置软件"的通用控制台、基于组合化控制机柜的操控席位和基于TCP/IP协议的全网络化信息传输环境,给出了系统的软、硬件组成和信息流程。通过多个项目中的成功应用,表明该通用无人机地面控制站能够有效兼容多型号、多套无人机系统,具有较好的通用性和可拓展性。

美国空军卫星控制网的现状与发展趋势

近几年的几场局部战争部分表明了现代军事航天系统的重要性。本文主要介绍了美国最重要的一个军事航天测控网———空军卫星控制网的情况 ,希望能对了解美国军事航天测控体制有所帮助。

适用微纳卫星的便携测控站设计

针对微纳卫星的测控数传需求,利用业务无线电及ISM(Industrial-Scientific-Medical,工业-科学-医疗)频段和设备,设计了适用微纳卫星的便携式测控站,包括ISM和VHF/UHF(Very High Frequency/Ultra High Frequency,甚高频/超高频)2个通道;优选了COTS(Commercial Off The Shelf,商用现货)ISM通信电台和VHF/UHF全模式电台、VHF/UHF八木天线、S频段花瓣式网状抛物面天线等部组件,3副天线共用1个伺服机构;并对ISM和VHF/UHF信道的上/下行链路电平进行估算。结果表明:该多频段多通道便携测控站的设计方案可行性好,效费比高,并已在相关微纳卫星的测控应用中得到验证。

一种低轨卫星星座测控地面站调度策略研究

随着不同用途低轨星座快速发展,低轨星座对地面站的需求越来越强烈。根据任务需求和约束,需要对低轨卫星测控地面站资源调度采取最优的策略。本论文主要针对特定的低轨卫星Walker星座,研究遥测、遥控及数据传递等测控任务的最优调度,调度的基本条件是优先观测亟待数据更新的卫星。根据上述测控原则,本文提出了两种调度策略:1.优先选择俯仰角高的卫星;2.优先选择可视弧段长的卫星。现有4个测控地面站,分别为:长春、喀什、昆明、西安,每站均为单天线(同时只能观测一颗卫星),通过仿真,验证两种策略优势,结果表明:虽然两种策略都可实现对地面站的调度,但策略2可避免天线频繁切换操作,策略2在实际应用上优于策略1,更适合于实际卫星测控任务。

航天测控系统星地测控对接模式应用现状与发展趋势

航天领域中,星地测控对接是卫星研制过程中必不可少的重要环节。从实际工程应用角度出发,介绍了星地测控对接的试验项目和常用的三类对接模式,分析了现有对接模式在工程应用中存在的问题,提出了基于测控信道模拟器和星地对接系统的新型星地对接模式。新型星地对接模式的应用有效地缓解了测控资源紧张的压力,提高了对接效率,同时提升了星地测控设备真实、全面的检验能力,是星地对接技术的发展方向。

基于参考航迹的地面测控站站址规划算法研究

当使用地面测控站接力手段对飞航式导弹进行测控时,就存在测控站的布站问题。结合地理信息系统GIS,建立一种基于参考航迹的测控站站址规划算法,可以为布站规划提供有效的计算机辅助手段。

航天测控站资源优化配置的元建模与寻优方法

基于不同需求提出了一种比较通用的指标评价函数,构建了地面站资源配置的统计模型和基于神经网络方法的仿真元模型。在元模型求解过程中,提出了回代法寻找最优配置的思想,即将每次迭代求解得到的优化配置点代入下次迭代训练中,以提高网络的逼近性能和泛化能力。算例表明,该方法能够求得地面资源的较优配置,求解效率高。

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。

应用网络模块度的航天测控地面站网分析

航天测控地面站网作为一个实际网络,它具有网络的相关属性;首先通过复杂网络方法构建了航天测控天地一体化二分网络,然后在二分网络基础上,提出了各专用测控系统的专用性参数α和通用性参数β来描述和区分不同的专用测控系统,利用Kendall相关系数和定义的相关性阈值K0构建了航天测控地面站相关性网络;以美国航天测控地面站网现状为例,对所提网络模型的有效性进行了仿真验证,应用相关性阈值(K0)和网络模块度(Q)曲线(K-Q曲线)分析了网络模型参数。研究结果表明,所提的相关性网络模型能较好的模拟测控地面站网络现状;网络模块度的峰值与|α-β|呈正相关,当|α-β|较大时,K-Q曲线整体呈现出正态分布特性。