A Hybrid Algorithm for Satellite Data Transmission Schedule Based on Genetic Algorithm

A hybrid scheduling algorithm based on genetic algorithm is proposed in this paper for reconnaissance satellite data transmission.At first,based on description of satellite data transmission request,satellite data transmission task model and satellite data transmission scheduling problem model are established.Secondly,the conflicts in scheduling are discussed.According to the meaning of possible conflict,the method to divide possible conflict task set is given.Thirdly,a hybrid algorithm which consists of genetic algorithm and heuristic information is presented.The heuristic information comes from two concepts,conflict degree and conflict number.Finally,an example shows the algorithm's feasibility and performance better than other traditional

导频辅助的突发信号多普勒频偏及变化率联合估计

为了提升高动态突发卫星通信系统多普勒参数估计精度及运算效率,提出了一种基于数据辅助的多普勒频偏及变化率联合估计算法。首先,优化了突发传输帧结构并建立了信号模型;接着,利用导频信号的延迟自相关特性,通过一次离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)完成多普勒变化率的快速估计和补偿,实现多普勒变化率动态压缩;最后,利用改进的最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation,MLE)离散化实现算法,通过在有限数量多普勒变化率取值上的最大似然值搜索计算,得到最终的多普勒频偏及变化率精确估计值。相较于帧头-帧尾导频估计算法,所提算法的估计性能提高7 dB以上,运算量下降30%。相较于传统MLE离散化实现算法,所提算法的估计性能与之相当,运算量下降99.8%,可为卫星通信系统实现更好的性能与复杂度平衡提供设计参考。

卫星VSAT在无人艇平台上的组网应用

由于小型无人水面艇在测绘、渔政、部队等多个领域应用的兴起,如何开展远程超视距信息链路构建逐步成为热点,甚小口径卫星终端站(VSAT)的组网应用成为小型无人水面舰艇信息控制接入的一种有效且必要手段。为更好推动卫星VSAT组网技术在无人装备上的应用,结合卫星VSAT通信系统的特点,针对其主要接入方式、编码方式和链路预算等内容,结合海上实际应用案例对组网应用需要考虑的主要条件进行了详细分析,可用于卫星VSAT在海上平台上的部署和组网指导。

卫星遥控指令传输时延测试方法

地面测试阶段通过发送遥控指令对卫星的功能、性能进行全面验证。其中机构运动、火工品起爆、阀门的开关等测试项目对指令执行时间有严格要求,因此,需要准确测量遥控指令传输时延,精确控制遥控指令执行时间。针对上述问题,提出了一种利用网络封包分析软件(Wireshark)结合综合基带设备(Cortex)测试遥控指令传输时延的测试方法,分别测量网络通道设备时延和射频通道设备时延,分析了测试误差,该方法操作简单,精度高,可为其他卫星遥控指令传输时延的测量提供参考,具有工程实践意义。

光轴位置测量数据辅助立体影像无控定位技术

在卫星摄影测量中,相机参数经过在轨标定后,仍有随时间变化的低频误差,在无地面控制点情况下,这类低频误差影响卫星影像的定位精度。基于光学自准直原理的光轴位置测量设备可以在轨实时监测相机参数的变化情况,对于全球实时或准实时影像处理,可以使用该测量数据削弱低频误差对立体影像定位精度的影响。本文基于光轴位置测量设备的工作原理,建立了光轴位置测量数据辅助立体影像定位的模型和算法,并利用高分十四号卫星数据进行了试验验证。试验结果表明,利用光轴位置测量数据辅助立体影像定位,无须频繁地进行相机参数在轨标定,也无须地面控制点支持,即可实现卫星影像高精度定位,且全球范围内影像无地面控制点定位精度基本一致,平面精度约为1.87 m,高程精度约为0.73 m。

针对车地传输TCP协议优化的TTI-RTT拥塞控制算法

为适应铁路5G专用移动通信系统动态易变的网络环境,解决现有算法中存在的吞吐量减少、传输时延增加、检测数据车地传输可靠性难以保证的问题,在分析传输控制协议(TCP)传输拥塞控制过程,以及对比TCP-Reno,TCP-Vegas和TCP-Westwood 3种基础拥塞控制算法存在问题的基础上,提出一种联合传输时间间隔(TTI)和往返时延(RTT)的拥塞控制算法——TTI-RTT算法,即将RTT的成对比较测试统计量和网络当前拥塞因子联合起来作为网络拥塞判断标准,根据反映网络拥塞程度的拥塞因子动态调节加性和乘性因子,并在传输控制协议拥塞控制的不同条件下灵活调整传输时间间隔。采用NS-3仿真软件,构建考虑高速铁路5G-R无线信道误码影响的点对点通信网络拓扑结构,对TTI-RTT拥塞控制算法进行仿真验证,并与3种基础算法进行性能比较。结果表明:不同丢包率下所提算法的平均吞吐量均保持在9 Mb·s^(-1)以上,较基础算法中吞吐量最高且最稳定的TCP-Reno算法增加了约5.9%,且实时吞吐量稳定性具有显著改善。

不依赖GNSS的输电线路双端行波故障测距

双端行波故障测距技术是实现输电线路快速故障恢复的有效手段。传统双端行波测距方法依赖全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)同步线路两侧采样数据,存在信号误差、丢失等风险。基于行波的传播时延和时移不变性,该文提出一种不依赖GNSS的双端行波故障测距方案。理论层面,定量分析时间同步误差及其对故障前工频方向行波相角关系的影响,推导证明通过本地计算方向行波相量进行双端故障测距的可行性。算法层面,首先,通过小波变换检测故障初始行波到达时间;其次,通过对故障前工频方向行波的傅里叶变换求解附加相角差,进而完成双端测距。仿真结果表明,在考虑电压互感器传变特性的条件下,所提方案在不同故障情况、采样频率和噪声干扰等影响下均保持了良好的测距性能。由于无须增设GNSS、硬件时间戳等辅助硬件设备,所提方案便于现存设备的技术更新与工程应用。

商用密码在基于北斗卫星系统的野外作业人员安全保障系统中的应用

商用密码作为一种安全可靠的加密技术,可以有效地保障北斗卫星系统中的信息安全。文章主要探讨了商用密码在基于北斗卫星系统的野外作业人员安全保障系统中的应用,包括商用密码的体系结构、加密算法、安全策略以及实际应用案例。

基于终端流量预测的低地球轨道卫星互联网资源分配策略

针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题,提出了基于终端流量预测的低地球轨道(LEO)卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法,准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量,通过Stackelberg博弈构建差分化数据传输和任务卸载2种通信模型。综合考虑数据处理时延和能耗,通过求解纳什均衡,得到用户通过LEO卫星互联网传输数据或卸载任务的最优比率,以及卫星提供网络服务的最优定价。仿真结果表明,所提策略在数据传输服务中收益能提高约40%,在任务卸载服务中收益能提高约50%。

全网应急通信无人机系统设计及对地覆盖策略

大型固定翼无人机支援下应急通信保障体系创新应用“无人机空中基站”在应急通信保障过程中发挥了积极作用,针对现有大型固定翼无人机搭载单一基础电信运营商单一基站,即单网应急通信无人机存在的不足进行探讨,如基础电信企业用户差异性对待、基站网络容量有限、单一基站冗余性差,可靠性不高等问题,探讨了全网应急通信无人机研发的必要性,分析了全网应急通信无人机系统设计关键技术,如基站制式及冗余设计、数管分离无人机卫星网络架构、多运营数据隔离流控以及对地覆盖策略。信号覆盖仿真、飞行测试和实战演练表明,全网应急通信无人机可同时提供电信、移动、联通等公用电信网信号,覆盖面积不低于50 km^(2),覆盖区域内信号无明显波动,电平不低于-110 dBm,可为通信阻断区域全网用户提供稳定可靠的紧急通信保障。

机车视频综合应用及添乘管理系统设计与实现

添乘机车检查设备是工务、电务、供电等专业日常设备巡检的重要手段。由于各专业添乘管理缺乏有效协调机制,经常出现多人同时添乘同一机车情况,浪费人力资源,且对机车司机正常驾驶干扰大,可能威胁行车安全。针对该问题,从机车视频车地传输的角度,提出视频及机车数据共享和应用系统性方案;利用现有机务高清视频与智能分析设备,建设机车视频综合应用及添乘管理系统,为工务、电务、供电等专业提供高质量的视频实时调阅服务,能够在满足设备巡检作业需求的前提下,减少添乘检查人员,降低对机车司机的影响;通过视频智能算法对鸟巢、异物等异常进行实时分析,提高设备巡检技术水平,为推动修程修制改革提供支持。

北斗在电力杆塔沉降监测系统中的应用

本文研究设计的输电线路钢管杆塔沉降监测系统,依托单杆塔目标灾害预测、区域内杆塔整体风险预测等安全物联网领域核心技术,为电力输电线路钢管杆塔沉降打造安全物联网支撑平台,提供整体解决方案及全生命周期的系统服务.系统基于北斗卫星导航系统(BeiDou Satellite Navigation System, BDS)及倾斜监测预警技术,以输出BDS的原始数据为核心,包括载波相位观测数据、星历数据等,并通过4G无线网络传到控制中心,控制中心通过监测软件实时解算出各监测点的三维坐标,然后根据对实时位移数据的对比分析,形成不同的监测系统或环境下的实时差异数据,再根据差异补正电力杆塔沉降区域变形情况和详细数据.

卫星通信技术在消防应急通信中的应用

阐述卫星通信在应急消防中的语音、视频、数据传输模式。分析消防卫星通信应用中的问题和应对措施,包括建立和加强云数据库、通信网络宽带技术、通信平台的互联互通。

无线数据传输技术在远距离数据通信中的有效应用

文章研究了无线数传技术在远距离数据通信中的有效应用。首先回顾了无线数传技术从其早期形态到现代高级形式的发展历程。接着,分析了无线数传技术的主要特点,包括高频率、大数据量传输、灵活性、覆盖范围广。同时聚焦于该技术在远距离数据通信中的多种应用实例,包括但不限于卫星通信。此外还分析了该技术的优势和挑战,以及其在未来的发展趋势。

高清数字电视的数据传输技术探讨

该文对卫星传输、有线电视网络传输、地面/移动无线传输、IP网络系统传输等常见的高清数字电视信号传输方式进行了介绍,围绕面向4K超高清节目的有线网络电视网络传输技术要求、地面高清数字电视数据传输的三大标准、高清数字电视的IP化建设方案等方面,探讨相应的技术要点,希望能为相关从业人员提供参考。

基于探伤及卫星定位的数据传输软件与应用研究

针对目前钢轨探伤作业的特点和设备现状,文章研究了基于探伤及卫星定位的数据传输软件与应用系统;论述了系统的总体架构,并从硬件设计、系统软件设计、上位机软件与处理3个方面阐述了关键技术。现场应用结果表明,基于探伤及卫星定位的数据传输软件与应用在既有检测系统基础上增加了卫星定位、远程数据传输功能,提高了探伤作业管理能力,使用效果较好。

天基为主的空间站测控通信模式

空间站时代为测控(TT&C)通信系统带来保障时间更长、覆盖要求更高、数据传输能力更强、航天员在轨工作生活体验更好等新的挑战,结合中继卫星系统(TDRSS)、卫星导航系统等天基测控通信手段的能力特点,提出以天基手段为主的解决方案,采用多星多舱段接力模式,将航天员出舱等重大活动的测控通信覆盖率提升至接近100%,采用多星多目标工作模式,较好地保障各种交会对接模式,综合利用中继卫星S频段多址(SMA)链路连续业务、短报文业务和北斗短报文业务常态化保障空间站安全运行,应用天地一体网络化技术,为航天员在轨上网、天地通信和载荷实验数据传输提供优质服务。

弹地高速传输系统优化设计

针对弹地传输系统在长距离传输过程中信号会产生衰减和干扰的问题,文中提出一种软硬件相结合的弹地高速传输系统。硬件电路中加入均衡和驱动芯片补偿信号的衰减,通过阻抗匹配减少耦合的影响,提高整个传输链路的传输质量,使接收到的信号波形更完整;在软件优化方面,采用8 B/10 B编码平衡传输数据中“0”和“1”的个数,通过CRC校验验证传输数据的正确性。采用的重传机制中加入包计数,通过识别发送的指令类型以及对应的包计数,有效地判断下一步应该传输的数据包;通过计算获取指令的时间,保证系统可以响应重传;通过对硬件电路和软件逻辑的双重优化,提高传输链路和传输系统的可靠性。验证结果表明,所设计的弹地传输系统在传输LVDS串行数据时,出错位为0,误码率为0,没有丢帧现象。

面向航天器地面测试的双参量同步采集与无线传输系统设计

针对航天器地面测试过程中双参量同步采集与数据无线传输的需求,提出了一种双参量同步采集与无线传输系统。设计了基于FPGA的双过载参量同步采样电路,搭建了长距离LoRa和高速率GFSK调制动态切换的无线传输模式,实现了过载加速度和压力参量的同步、实时无线传输。为增强系统可靠性,设计了Flash存储模式,在无线传输出现故障时通过有线通信读取数据。测试表明,输入信号频率在4 kHz内,可实现双通道同步采集与无线传输,且波形可复现。采用GFSK无线传输,速率可达2 Mbps,传输距离为0.5 km;采用LoRa无线传输,速率为1 kbps时可实现1.2 km的远距离无线传输。该系统能够满足过载向心加速度和压力的同步、远距离、实时采集与监测,在航天器地面测试领域应用潜力巨大。

基于SBAS-InSAR的合肥市地面沉降监测研究

文章采用短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对Sentinel-1A卫星升轨数据进行处理分析,对合肥市地面形变开展监测研究。结果表明:合肥市地面形变状态较为平稳,大部分地区地面年平均形变速率在-4~4 mm/a之间;年平均形变速率超过10 mm/a的显著沉降区和抬升区各5处,其中高新技术产业开发区附近具有最大沉降形变速率,形变速率为-24 mm/a,沉降量为31 mm;竹溪站附近具有最大抬升形变速率,形变速率为12 mm/a,抬升量为20 mm。综合分析表明,合肥市地面沉降主要受断裂活动控制,后期受工程建设扰动较大,而地面抬升区分布主要受工程扰动控制。