航天测控网多模式效能评估系统设计与关键技术实现

全方位多维度的效能评估能够辅助发现航天测控网运行、测控设备指挥控制的薄弱环节,对提升站网资源使用效率、优化用户用网服务具有重要意义。针对航天测控网业务特点和灵活效能评估需求,设计并实现了一套多模式效能评估系统,支持周期自动、事件触发、手动启动等多种评估模式,并具备多维评估模型管理、多样数据接入、多评估环节定制可变等特点,可提供从指标体系构建、方案制定、任务配置及报表生成的全流程效能评估服务。该多模式效能评估系统将部署于航天测控网中心系统,与资源调度、资源管控等分系统配合,共同提升航天测控网应用效能。

基于协同进化的航天测控资源优化调度

航天测控资源调度是一个具有很强工程背景的复杂问题,针对其特点,研究了一种基于协同进化的优化调度算法。在描述问题并给出调度模型的基础上,基于协同进化的思想,设计了和问题特征结合的遗传算法编码,对算法的算子和进化策略进行了描述,给出了算法的完整流程。通过算例表明,该算法整体上优于先到先服务(first coming first serving,FCFS)算法、任务综合优先度(task synthesis priority,TSP)算法和简单遗传算法(simple genetic algorithm,SGA)。

基于模糊集理论的航天器测控任务评估

为了全面评价航天器测控任务完成质量,提出了其质量评估采用模糊综合评价法的思想;其次对评估的主要因素进行了深入的分析,利用测量数据的离散性,较为成功地解决了评估矩阵R的生成问题,初步建立了模糊评估的指标体系,确定了各指标的权重以及综合评估的计算方法,应用效果良好;最后结合实际应用情况,强调被测对象和环境因素对评估结果也有一定的影响,同时评估应与决策有机相结合。

基于星间测量的航天器精密定轨技术研究

在我国自主实施的交会对接任务中,2个空间目标进行了数次对接试验,在近距离导引段使用星间测量数据进行自主导引。针对2个航天器对接过程中的星间测量数据建立观测模型,并设计了多目标定轨的算法,将单目标的绝对测量融合到两目标联合定轨的技术中,实现了对空间多个目标的精确定轨。最终分析表明,星间测量数据优于地面测量精度,多目标定轨达到了地面精确测控的水平,同时避免了由于多目标同时跟踪而导致的地面测控资源分配的问题,为后续载人航天任务的测控模式提供了借鉴。

国际空间站测控通信系统研究

测控通信系统是国际空间站的重要组成部分,可靠的测控通信系统是确保空间站长期稳定在轨运行的基础。对国际空间站测控通信系统进行了较为深入的研究,介绍了国际空间站测控通信系统的组成,梳理了国际空间站中继S系统、中继Ku系统、空空通信系统的链路特性与工作方式,并总结归纳了国际空间站测控通信系统多手段备份、采用高性能编码等特点,以及对我国的启示,能够为我国测控通信系统的发展提供借鉴与参考。

基于Protocol Buffers的航天测控数据交换模式研究

介绍Protocol Buffers的基本原理和使用方法,设计基于Protocol Buffers的航天测控数据编码机制和解码机制,分析测控数据传输模式和数据更新维护模式,并归纳应用该技术的几点优势。

航天测控中时空数据的可视化技术研究

多维时空数据的可视化是信息可视化领域一个深受关注的问题。首先分析了时空数据的构成要素和特点,在此基础上通过在空间模型中引入时间的概念,研究了基于事件的时空数据模型,并进一步提出了几种时空数据的可视化方法,包括基于空间时间线的方法、基于三维Z轴时间线的方法和将屏幕时间线与几何空间相关联的方法,最后进一步探讨了时空可视化方法在航天测控领域的应用。

我国航天测控系统的现状与发展

随着我国航天任务的日益复杂化、多样化,对测控的需求也向“高、精、尖”方向发展,航天测控系统再一次面临新的机遇与挑战。在综合分析国内外航天测控发展历程与现状的基础上,总结了航天测控的发展特点与发展趋势,提出了符合我国国情的“优化地基测控网、建设和发展天基测控网、构建深空探测网,循序渐进构建天地空一体化测控通信系统”的整体发展思路,并对我国地基、天基、深空探测测控通信系统发展及重点技术进行了分析探讨。

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。

基于条件约束发布/订阅模式的航天测控数据交换系统

针对传统发布/订阅技术通常对主题进行固化设置,难以满足航天测控数据灵活订阅的问题,设计一种基于条件约束发布/订阅模式的航天测控数据交换系统。通过研究分级递进式主题描述方法和模糊订阅方法,分析了系统核心的数据交换软件架构和数据过滤算法设计,对主题描述和数据订阅模型对传统发布/订阅技术进行改进,并在相关技术在原型系统的开发和测试中得到了验证。分析结果表明,该系统能够满足航天测控地面系统多源、高码速率测控数据交换要求。

海基S频段航天测控半实物仿真系统设计

陆、海基统一S频段测控网是我国为适应载人航天任务特殊要求而建立的航天测控骨干网,基于遍布三大洋的远洋航天测量船队实现的海基测控大大提高了对飞船的测控覆盖率。本文仿真系统是根据海基航天测控演练、联调的需要而提出的,明确了仿真系统的构建原则、组成和功能,给出了海基测控目标轨迹仿真的方法和模型,对目标动态模拟设备的设计与实现进行了具体描述。该仿真系统已应用于新一代远洋航天测量船,在神舟七号载人飞船测控任务准备中发挥了重要作用。

一种组合调制的脉冲超宽带测控信号

将脉冲超宽带(IR-UWB)信号应用于航天测控领域,能够有效提高当前航天测控系统的隐蔽性、抗干扰性和测量性能,具有重要的现实意义。将DS-PAM(Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation)调制、TH-PPM(Time Hopping-Pulse Position Modulation)调制的信号和PSM(Pulse Shape Modulation)调制技术组合起来,可构成一种新的组合调制的脉冲超宽带信号,即DS-PAM-TH-PPM-PSM-UWB(Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation-Time Hopping-Pulse Position ModulationPulse Shape Modulation-Ultra Wideband)信号。利用对数正态阴影模型分析其传输性能,在单频干扰信号条件下分析其抗干扰性能,利用模糊函数分析其测量性能。仿真结果表明,相比于传统的DSPAM-UWB信号和TH-PPM-UWB信号,该组合信号具有良好的传输性能、抗干扰性能和测量性能,为脉冲超宽带信号应用于航天测控领域提供了更多的选择。

基于XML的软件通用程序框架

航天测控设备管理存在分机多、分机之间的数据交互格式复杂、内容多变等特点,测控软件开发较为困难。针对这一难题,介绍了XML配置文件的格式,分析了测控设备软件接口的特点,提出了一种基于XML的可配置、易更新的通用测控程序框架,应用于测控设备软件开发,对软件的开发流程在效率和正确率方面有明显提高。

采用压缩感知的标准测控信号处理

针对测控通信信号接收端存在数据大量冗余的问题,利用标准测控信号在频域上的稀疏性,采用压缩感知的理论进行前期处理。分别考虑了只存在测距音、只存在遥测信号和两类信号都存在等三种条件下的信号处理问题。通过改变稀疏度的大小,可以在不影响解调性能的条件下,大幅度降低接收端所需要的采样率,并且达到消除系统中不需要的谐波的目的。仿真验证了方法的有效性,同时说明利用压缩感知技术,将为测控通信系统的射频直接采样和处理提供一种高效的方式。

航天测控通信系统可靠性分析的改进Krylov投影算法

基于Markov模型对航天测控通信系统进行可靠性分析的过程中,若系统中测控通信设备数量较多,模型中的状态空间随设备数量呈指数增长,将会导致数值计算困难。提出了一种基于改进Krylov子空间技术的可靠性分析方法,该方法利用Arnoldi过程构造正交基,并采用了类似于常微分方程求解的差分递推形式。分析了算法的局部截断误差,提出了算法迭代步长的计算公式。实验结果证明,改进的Krylov子空间方法简化了问题复杂度,提高了测控通信系统的可靠性分析效率和精度。

卫星测控接收机相干自动增益控制设计与仿真

卫星测控通信系统中,由于通信距离远,目标动态范围大,造成接收信号的功率产生很大变化。为了保证接收机能够正常工作,有必要对接收信号进行自动增益控制(AGC)。传统的非相干AGC电路通过检测信号和噪声的总功率来控制增益,在低信噪比条件下不能使有用信号得到足够的放大。基于此,本文提出了采用相干功率检测的AGC设计方法,通过理论推导和仿真实验分析了相干AGC在低信噪比条件下为后续解调处理带来的改善。最后提出采用相干AGC与非相干AGC相结合的测控接收机结构以及相应的控制策略。经实际测试,接收机有效动态范围达到60 dB以上,证明本文所提出的方法是可行有效的。

TDRSS接收机码分多址干扰抑制方案设计

为了在跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)中实现码分多址(CDMA)应用,需要完成多用户检测(MUD)及码分多址干扰(MAI)抑制。采用减性多级迭代对消算法,在数字信号处理芯片中完成信号再生、延时校正、时域相减对消,可以完成至少12通道的多用户检测,并能将多址干扰抑制至最小1 d B以内。该算法可作为通用MUD算法的有效补充,并能应用于各类非最优的CDMA系统中,具有迭代级数可选、通道扩展性强、工程实现性好的优点。

用并行内插算法恢复宽带信号的定时信息

提出了一种卫星高速数传的定时恢复方法,以解决实现复杂、硬件依赖性强的问题。以固定采样钟为基础,利用误差信号对多路数据排序筛选,并行内插实现定时信息的恢复,支持GHz宽带变速率信号的同步。硬件仿真结果表明,该方法的解调损失不超过1 d B。采用该方法的高速接收机可工作在统一平台上,使卫星测控通信地面资源配置更加灵活。

一种应用于深空通信的微弱信号捕获算法

针对低信噪比、高动态条件下深空测控通信信号捕获概率低以及复杂度较高的问题,首先分析了深空测控通信信号捕获的难点以及信号循环平稳特性,然后在此基础上提出了一种基于循环相关的新算法。计算机仿真结果证明新算法捕获门限达24 dBHz,适应频率动态达800 Hz/s;新算法较传统的捕获算法,在相同门限条件下的频率动态适应范围提升了约两个数量级。该方法已被应用于我国第一个深空测控站的建设,工作性能稳定可靠,有效地解决了低信噪比下深空站抑制载波信号的捕获问题。

碘缺乏病区人群垂体——甲状腺功能与环核苷酸水平的探讨

本文应用放射免疫分析(RIA)，测定了尚未采取碘盐防治措施的碘缺乏病区人群血清和血浆FT3、FT4、TT3、TT4，TSH，TMA、TGA、cAMP、cGMP水平，现将结果报告如下。