应用深度学习的卫星典型单机故障预警平台设计

为了及早发现卫星典型单机的趋势性异常,基于Docker容器和微服务架构设计了卫星典型单机故障预警平台,包括数据预处理、样本数据增广、模型训练及验证、模型软件自动构建等系统,具备良好的可扩展性。在此基础上,重点研究并给出了应用深度学习的典型单机预警模型构建与软件自动化封装运行方法。利用针对北斗卫星2个典型单机构建的实例模型和15份故障样本,验证了故障预警平台设计的有效性。文章的研究成果可为最终实现卫星系统的智能运维提供参考。

局部鲁棒预处理的DME干扰抑制方法

全球定位系统(Global Positioning System, GPS) L5/北斗B2/Galilea E5是全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的重要组成部分,为民用航空提供与生命安全相关的应用服务.然而L5/B2/E5信号处于受保护的航空无线电导航服务(Aeronautical Radio Navigation Service, ARNS)频段内(962~1213 MHz),同时工作在该频段内的还有民用航空导航系统测距机(Distance Measuring Equipment, DME)等. DME发射的大功率脉冲信号会对L5/B2/E5等卫星导航信号造成干扰,使得接收机无法正常捕获卫星信号或导致跟踪环路失锁.传统的DME干扰抑制方法通过在干扰稀疏域,如时域、频域和时频混合域进行DME干扰置零,这会在抑制干扰的同时完全消除与干扰重叠的卫星信号.为了降低DME干扰抑制对卫星信号的损失,本文提出基于鲁棒统计理论的局部鲁棒预处理的DME干扰抑制方法,根据DME干扰所在的稀疏域特性提取出存在干扰的信号片段后,应用非高斯分布下的鲁棒统计理论对提取出的数据样本进行鲁棒预处理,从而在抑制干扰的同时降低对卫星信号的影响.实验结果表明本文所提出的稀疏域局部鲁棒预处理的DME干扰抑制方法的性能优于相应的传统稀疏域方法,输出捕获因子比传统稀疏域方法提高1~2 dB.

基于贝叶斯网络的卫星通信设备故障诊断研究

卫星通信作为保障平台遂行任务时重要的通信保障手段,使得卫星通信设备需在出现故障时能快速定位问题并解决问题具有重要意义。论文基于贝叶斯网络进行卫星通信设备故障诊断,构建故障诊断模型,并使用贝叶斯工具Neti-ca软件对该模型进行了分析,得出卫星通信设备出现故障时设备部件可能发生故障的概率,结果表明该方法可为卫星通信设备故障的快速定位提供依据,提升卫星通信设备故障诊断效率,支撑任务顺利遂行。

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。

气象小卫星发展的回顾与展望

气象卫星对地观测是大气、空间气象要素观测的重要手段.近年来,气象小卫星发展迅猛,引起对地观测领域的广泛关注.回顾了目前国内外具有重要影响力的气象小卫星星座的设计思路和布局,在已经实现的对降水、云雨粒子和大气温湿度廓线等重要气象要素的探测能力基础上,提出并阐述了未来中国气象小卫星的发展构想.中国将打造具有前沿技术验证能力、科学试验能力、星座协同和即时定制能力的气象小卫星星座,与大平台系列风云气象卫星互联互通,共同作为数字太空系统的天基感知节点,形成大小结合、星地统筹、协同观测、综合应用的气象卫星发展新格局,为气象高质量发展提供新的技术支撑.

车载卫星站中频拉远的实践

随着4K、8K信号的普及和发展,卫星车视频传输面临着诸多挑战。主要体现为基带信号传输速率变大,从而导致基带信号在线缆传输中距离变短,使卫星车陷入又要对星,又要考虑连接转播车的窘境。文章从1×12G实测数据现状、基带处理单元3种拉远方案优选和编码器中频输出线缆实测数据等多个方面,提出了把卫星车上基带处理单元一部分放置远端,从而解决同轴电缆传输基带信号由于速率越来越大而引起的传输距离越来越短的问题。

弹载卫星导航天线结构设计研究

在现代战争中,弹载设备是一种重要的攻击和防御手段,其结构设计的可靠性和环境适应性直接影响整机的使用寿命与性能指标。文中介绍了某弹载卫星导航天线的结构设计过程,在给定的结构物理参数条件下,通过理论分析与经验设计,结合有限元仿真手段,提高产品结构设计的质量,以达到各项环境适应性指标要求,保证整机性能指标可靠实现。

基于高光谱自动化观测设备的高分二号卫星在轨定标应用与验证

为验证高光谱自动化野外观测设备的地表反射率数据的应用效果,基于反射率基法开展了高分二号(GF-2)卫星遥感器的在轨定标数据应用及验证。首先系统介绍了设备安装定标场的状况及多种自动化观测设备的工作方式及性能指标,并给出了仪器的观测数据及地表反射率数据的计算方式。随后结合GF-2卫星遥感器定标的需求并利用卫星大气数据产品和GF-2遥感器的同步过顶观测影像,完成了GF-2多光谱相机(PMS)遥感器的在轨定标。最后根据获得的定标系数,利用不同时段的遥感器影像数据进行了验证。两种不同地表的应用验证表明,卫星表观辐亮度的数据整体相对偏差优于2%,验证了高光谱设备在卫星遥感器在轨定标上的可行性。

机载卫星通信导航设备抗干扰性能提升关键技术研究

机载卫星通信导航设备易受自然环境、人为电磁辐射及系统内部噪声等多种干扰源影响,严重影响通信质量和导航精度。当前,抗干扰技术虽取得一定进展,但仍面临多径效应抑制、动态复杂环境适应及高数据速率下抗干扰性能瓶颈等挑战。提升抗干扰性能的关键技术主要包括采用先进信号处理算法,如Rake接收、智能分集、Turbo/LDPC编码等;设计智能自适应系统结构,如自适应天线阵列、波束赋形及机器学习辅助抗干扰策略;融合多元抗干扰技术,如MIMO、自适应调制编码及频谱感知与智能分配技术。通过这些技术的综合运用和持续研发,有望实现机载卫星通信导航在复杂电磁环境下的高可靠、高鲁棒运行。

气象卫星遥感数据接收异常诊断系统设计

在传输气象卫星遥感数据的过程中,为了解决由干扰或衰减引起的信号质量下降对气象卫星遥感数据接收故障诊断精确性的影响,研究设计一种基于规则匹配的气象卫星遥感数据接收故障诊断系统;该系统硬件单元分别为卫星数据接收故障诊断框架搭建单元、卫星数据接收状态监控单元、卫星数据接收故障推理机设计单元与卫星数据接收故障诊断报告生成器设计单元;系统软件部分首先对卫星数据接收状态信号预处理,提取接收状态信号与接收故障信号的特征,设计卫星数据接收故障诊断规则库,基于规则匹配实现卫星数据接收故障诊断;系统的主要参数包括信号预处理算法、特征提取方法、故障诊断规则库的构建以及推理机的逻辑设计;实验数据显示,应用设计系统获得的卫星数据接收状态信号特征提取结果与实际接收状态信号特征相同,卫星数据接收故障诊断结果与实际接收故障诊断结果相同,证实了设计系统的有效性。

弹载卫星导航设备电磁干扰治理技术

随着弹载电子设备集成化发展趋势,弹上计算机、卫星导航等设备在狭小空间内功能紧密耦合,多源多频段信号传输发生干扰造成导航设备无法准确定位的现象时常发生,针对这一问题,系统研究了卫星导航设备电磁干扰治理方法;研究了微机模块中开关电源与隔离器件的电磁辐射以及谐波干扰特性;基于电磁波金属介质传播原理,通过仿真软件建立了设备电磁屏蔽有限元模型,深度剖析了屏蔽体电导率、厚度、开孔等关键因素对屏蔽效能的影响规律,提出关键元器件设计、终端天线屏蔽等综合治理方法;以弹载卫星导航产品进行试验,干扰信号强度得到了抑制,设备定位测速成功率提高了85%。

基于卫星宽带的远程设备监测诊断技术研究

针对船(岛)上设备信息系统存在故障诊断不够智能化以及系统可扩展性不足等问题,提出一种利用卫星通道的远程监测诊断技术并实现其系统,该系统基于物模型规范化管理异构设备信息,船(岛)侧基于设备网关管理所有数据出入,支持利用知识库与测试集进行故障分析推理,能够很好地支撑岸端技术人员对船上设备进行智能诊断;物联网设备数据统一接入模式有效提升了系统的可扩展性。

大型设备吊装数字化智能监测技术研究与应用

在起重吊装作业中,传统的人工监测方式无法准确判断吊索垂直及吊臂干涉情况,可能因歪拉斜吊或碰撞而引发安全事故。针对大型设备吊装数字化智能监测问题,文中构建了吊装数字化智能监测系统,分析了该系统业务功能模块需求,实现了对大型设备吊装过程进行数字化、可视化、智能化的实时监测。根据起重机位姿监测与预警需求,结合多卫星测量定位技术和实时差分定位技术,在起重机结构、被吊设备的关键位置布置定位设备,实现了毫米级精度的定位。经过现场试验验证,采用吊装数字化智能监测技术辅助吊装作业,能有效避免人因失误,极大提高吊装作业安全性。

基于QFD的动能反卫装备体系技术需求分析

动能反卫装备体系涉及技术领域众多,高精尖技术相对集中。利用质量功能展开(QFD)方法,建立了QFD在装备体系需求分析中的质量屋(HOQ)结构,并且将德尔菲和头脑风暴法相结合确定了顾客需求权重,重点分析了QFD在动能反卫装备体系技术需求分析中的需求转换过程,将动能反卫装备体系的作战能力需求转化为装备体系技术需求,得到了动能反卫装备体系关键技术的重要度排序。

伪距测量的概念、定义与精度评估方法

伪距是卫星导航系统的基本观测量,伪距的测量精度直接决定了系统的导航定位精度。从伪距测量的基本概念入手,给出了伪距、钟差、真距(传播时间)、设备时延、观测时刻等基本物理量的定义及其相互间的关系,探讨了设备时延测定与伪距测量精度评估的方法与技术状态设置等问题,并给出了几点结论与建议。

千瓦级卫星H_2-Ni蓄电池组的设计和试验

千瓦级卫星贮能装置——27QNY1G36蓄电池组,相对千瓦级28GNF145蓄电池组,在功率增加98W的情况下,获得了减重18kg,设计寿命由8a提高到10a的技术效益。这是我国第一次将H2 Ni蓄电池作为长寿命高轨卫星贮能电源。介绍了研制过程中解决的主要关键技术和鉴定及正样电池组的主要试验结果。

小卫星真空检漏设备研制

文章介绍了用于小卫星真空检漏而研制的一套真空检漏设备。包括真空容器的设计、真空系统的设计、真空测量的配置、以及真空捡漏系统和四极质谱计的应用。通过设备的调试和对两颗卫星的推进系统的测试,表明设备满足设计要求。

预警卫星情报处理系统效能评估

预警卫星面临着海量情报数据处理的任务需求,正确地评估其情报处理系统效能对分析预警卫星的探测能力具有重要意义。通过分析情报处理系统工作模式,依据效能评估准则和指标体系构建原则,从情报处理能力、目标检测能力、资源运用能力、系统服务能力4个方面构建了预警卫星情报处理系统的效能指标体系,并针对相应的各项指标构建了数学模型,为下一步预警卫星的整体评估工作奠定基础。

微纳卫星星载设备管理方法

微纳卫星技术近年来发展很快。由于大量使用COTS器件并受限于有限的测控弧段,依靠地面站的控制方式已经不能满足卫星平台的长期稳定运行要求。针对上述问题本文提出了一种微纳卫星的星载设备自主故障监测与管理方法,使微纳卫星自主完成星上设备的监测、管理,可极大的缩短异常处理时间,提高星载设备的安全性,保障卫星任务的正常开展。本文相关研究已经在国防科技大学天拓一号卫星上得到成功应用。

“北斗”卫星导航系统在低空空域监管系统中的应用

从GPS和"北斗"两套卫星导航系统入手,建立了低空空域监管系统,分为GPS定位、"北斗"卫星通信、低空空域飞行器机载设备、地面控制中心四大模块。随着新一代"北斗"卫星导航系统的组网和完善,可以完全摆脱GPS,只利用"北斗"系统来实现低空空域的导航与检测,建立一个产权自主、功能完善、管理便捷的监管系统,在解决高空交通拥堵难题的同时创造巨大的社会经济效益。