运载火箭海上测控任务中的天线方向图分析

在运载火箭的海上测控任务中,测量船的工况设计是最重要的工作之一。任务弧段、海域条件、覆盖率、飞行器天线方向图均是任务设计中的重要约束因素,过去的工况设计中一般对天线方向图做简化处理,但这种简化往往忽略天线方向图的哑点区域而造成运载火箭飞行过程中跟踪信号闪断或丢失。提出采用一种利用测控信号分析的墨迹法,使测量船在任务中尽量避开低强度测控信号区域。该方法为测量船的海上工况设计提供了既量化又直观的约束条件,有利于测量船工况设计的精细化。

黑盒测试法在航天器海上测控软件测试中的应用

简要介绍软件黑盒测试的四种方法,并以航天器海上测控软件测试为例,详细介绍等价类划分法、边界值分析法和决策表法在测试用例设计中的具体应用,既使测试更加充分,又提高了测试效率。

新型航向测量技术在海上测控任务中的应用研究

测量船惯性导航系统(惯导)输出的航向精度是影响海上测控定轨测轨精度的关键因素。测量船传统上使用经纬仪测星修正惯导航向,然而经纬仪作为光学设备,其工作性能严重受到天气影响,无法满足海上测控任务的需求。为解决上述矛盾,静电陀螺监控器(静电)航向测量技术和测姿GPS技术在测量船上逐步得到了推广应用。本文阐述了上述技术的工作原理,结合各种技术的特点和海上测控任务的需求,对新型航向测量技术在海上测控任务中的应用方法进行了研究。

中国南方地基雨量计观测与星载测雨雷达探测降水的比较分析

利用热带测雨卫星(TRMM)上搭载的测雨雷达(PR)探测结果和中国40°N以南地区约430个台站雨量计观测结果,分析研究了1998 2005年中国南方地区这两种降水资料气候分布的异同。研究结果表明两种降水资料在2.5°空间水平分辨率上,所描述的中国南方降水率气候分布在多年年平均和季平均上具有较好的一致性,但在降水率极值和极值区范围大小等细节上两者还存在一定的差异,主要是地面雨量计结果相对PR结果偏高,其中中国南方50%以上地区两者相差在1 mm/d以内、30%的地区两者相差在1-2 mm/d,夏季差异可超过2 mm/d。对两种降水资料差异的原因分析表明,地面雨量计空间分布密度是影响两者差异的决定性因素,当格子内雨量计超过6个时,两者的相关系数大于0.7;夏季两种降水资料的相关性都比其他季节差,不论格子内的雨量计数量多与少;对流降水多发地区,两种降水资料之间的差异大于层云降水多发地。利用PR探测结果对夏季青藏高原多年月平均降水率分布及高原东、西部的降水特点的分析表明,6月高原东部出现2 mm/d左右的降水区,而在7和8月1 mm/d的降水区域基本覆盖了除高原西部以外的整个高原,其中高原中部地区出现降水率近3mm/d的大值区。月降水距平的时间演变表明,高原降水偏少月份要多于偏多月份。

静电陀螺监控器海上“六次校”方法

为分析静电陀螺监控器无减速器随动系统复示误差对海上"六次校"的影响情况,找到"六次校"不能正常通过的原因及解决方法,通过对无减速器随动系统复示误差、陀螺仪高度角变化量以及方位角之间关系的理论分析,结合海上动态试验,探求了一种根据陀螺方位角适时调整航向,上、下陀螺分时进行"六次校"的方法。通过多次试验,证明在无减速器随动系统复示误差或船摇幅度较大,"六次校"不能正常通过时,采用该方法能使系统正常进行"六次校",成功率达到了100%。采用上、下陀螺分时进行"六次校"的方法,使静电陀螺监控器在海上启动的条件相对放宽,更加适用于水面舰艇。

船载测控天线面精度测试及调整方法

介绍了船载测控天线面精度的测量原理,进行了误差指标分析,以某船载测控天线主反射面的更换为例,阐述了天线的安装方法和主反射面精度的测量方法,对测量中的难点提出了解决方案,最后进行了面精度测量和数据处理。结果表明,此方法可操作性高,反射面精度测量结果符合指标要求。

箭载GPS定位临近地面卫星对流层延迟改正模型

针对经典对流层延迟改正模型无法处理负仰角卫星误差修正的问题,在传统球对称标准大气模型的基础上,采用射线描迹法建立了GPS信号穿透对流层的数学模型,推导了根据对流层折射最低点海拔高度计算对流层延迟改正的计算公式;为求解对流层折射最低点海拔高度,采用最小二乘法求得GPS信号穿透对流层时地心张角与最低点海拔高度之间的线性方程,提出了根据卫星和火箭之间的夹角与地心张角之间的关系进行迭代计算,进而求得最低点海拔高度的方法;最后引入了模型误差因子,评估对流层延迟改正模型的效果。采用火箭飞行试验数据对模型进行验证,结果表明,该模型提供的方法能够消除负仰角卫星大部分对流层延迟,消除的最大延迟可达135 m,消除对流层延迟后的临近地面卫星参与定位计算使最终定位精度提高25 m,计算迭代次数平均10次,尤其适合箭载GPS实时定位。

航天测控信息数据库实时优化管理策略研究与应用

为提高和优化测控信息数据库实时性能,设计了一种基于内存数据库与关系数据库的两级实时存储模型,文章详细阐述了两级数据库的存储机制及其生命周期,分析归纳了实时测控信息的特征及存储策略,提出了内存数据库基于"T树"+"哈希"索引相结合的自适应索引算法和两级数据库实时数据同步机制等关键技术,从而提升和优化了数据库的实时性、可靠性和安全性,为今后实时的扩展应用提供了可靠数据保证.

航天测量船静电陀螺监控器海上动态标定

为减小海上动态条件下静电陀螺监控器标定过程外界因素的影响,提高航天测量船组合导航系统静电陀螺监控器海上测量数据的输出精度,通过对静电陀螺监控器标校过程原理的研究,分析了惯导水平姿态误差、船舶机动、标定参数耦合等因素对静电陀螺监控器标定效果的影响并进行了仿真试验,提出了静电陀螺监控器海上动态条件下进行标定的方法和航行工况保障要求。实际结果证明,通过提高惯导系统初校精度、施放减摇鳍减小船摇、减少船舶机动、改变船舶航向进行标定参数解耦等方法对提高海上动态条件静电陀螺监控器标定效果行之有效,对提高航天测量船组合导航系统数据输出精度具有重要意义。

多星测控调度问题的禁忌遗传算法研究

对多星测控调度问题进行了研究,建立了测控调度模型。根据卫星测控需求及其调度特点,建立了可能任务模型,设计了一种各类型需求通用的编码方式,并在此基础上设计实现了一种禁忌遗传算法。完成了包括遗传算子设计、邻域设计、禁忌移动算子设计、算法流程等一系列关键技术的设计实现。并通过仿真验证了该算法的有效性。

卫星通信信号频谱自动化监测系统设计与实现

介绍了一种基于GPIB接口实现的卫星通信信号自动化监测系统的设计思路和实现过程,给出了以频谱仪为基础构建的"频谱仪+GPIB/USB转换器+监测计算机"的系统设计结构,详细介绍了自动化监测系统应用程序的实现方法,并进行了系统测试。测试表明,系统工作稳定,实时性好,数据精度高,满足功能需求,具有一定的推广应用价值和工程实用价值。

测量船卫星通信多路频谱在线监视系统设计与实现

介绍了测量船船载卫通站多路频谱监视系统的设计和实现过程,说明了系统总体设计思路,给出了由"变频与校准+频谱分析+显示与控制"等单元模块组成的系统硬件设计结构。根据系统要求并结合实际情况,介绍了综合测试软件的设计思路,实现了对测量船船载卫星通信多路频谱信号的在线监视功能,实时对船载C、Ku/Ka卫通站射频信号进行分析检测,采用LAN方式实时分发测试数据和报警信息,达到了对整个系统和设备性能的监视、检测和对故障(含瞬发故障)的定位与隔离,提高了卫星通信分系统的可靠性、可维修性,有力的保障了分系统的安全可靠运行。测试表明,系统设计简洁,工作稳定可靠,满足功能需求。

船载大型测控系统自适应跟踪技术研究

针对船载大型测控系统主天线增益高、波束窄和自引导天线增益低、波束宽的特点。从系统所接收的主天线、引导天线误差电压及信号电平强度差异进行分析,结合主、引天线电-电不平行度,形成主、副瓣跟踪识别的综合判据。在ACU(天线控制单元)工程应用软件中应用综合判据实现主、副瓣跟踪识别,达到工作方式自动切换、实现自动跟踪等功能。

海上移动站精密测轨方法

将人造卫星精密定轨理论应用于海上移动站精密定轨,根据移动站的特点,建立了相应的定轨条件方程,并在此基础上利用海上移动站某次飞船发射任务跟踪数据进行了实算,给出了定轨结果和讨论.

基于消息总线的测量船测控软件系统设计

消息总线是分布式软件系统领域中重要的软件架构技术。提出一种基于消息总线的测量船测控软件系统设计方案,分析了系统核心软件——消息中间件的设计思路。采用多种系统性能优化技术增强消息中间件处理效率,包括双线程池机制、三层架构epoll处理机制、路由信息存储查询技术等。在Kylin操作系统平台上使用C++语言开发消息中间件。测试结果表明,软件能够支持较高的数据吞吐量,支持多客户并发连接和数据动态订阅/退订需求。

航天测控通信IP网中可控组播的实现

航天测控通信IP网中部分业务以组播方式传输,由于IP组播标准协议缺乏控制和管理方面的机制,带来了用户和业务管理等方面的问题。根据航天测控通信IP网络环境选择相应的组播协议,并对组播源、组播接收者、任意源组播RP、组播流四个方面配置相应的策略,实现了组播业务的可控传输。

卫星大挠性桁架结构振动抑制试验研究

研究大型挠性空间桁架结构(LFST)的振动抑制问题。基于LFST特性,设计一套空间桁架试验系统。针对LFST具有大挠性、低刚度和低阻尼等特性,设计并研制一种圆柱式剪切型粘弹性阻尼器,给出具有粘弹性阻尼器的桁架阻尼杆的动力学模型。分别利用有限元方法和试验分析方法,对空间桁架的模态频率、模态阻尼比以及瞬态激励响应进行仿真和试验分析。结果表明应用这种阻尼器,桁架结构系统的第一阶模态阻尼比从0.49%增大到13.1%,其他各阶模态阻尼比也都有所增加。

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。

船载测控天线结构振动监测系统设计与实现

在分析船载测控天线结构特性及工作环境的基础上,通过设计结构振动监测系统来实现对船载测控天线状态信息进行数据采集处理,为专家系统判读船载测控天线健康状态提供科学依据。提出了一种多节点、远距离结构振动监测系统设计方案,并结合振动传感器选型、振动监测系统软件设计和硬件设计三方面对方案实现进行了研究。给出了结构振动监测系统的软硬件设计流程,为船载测控天线进行故障诊断和维修奠定理论基础。

扩频测控系统干扰容限的再分析

结合扩频测控系统天地对接抗干扰试验的工程实际,在归纳直接序列扩频系统处理增益的基础上,对扩频测控系统的干扰容限上界进行再推导和完善,得出更切合实际的干扰容限上界闭式表达,并分析干扰容限与输入信号干扰功率比的关系。分析结果可为扩频测控系统抗干扰试验提供参考。