基于GEO通信卫星的低轨航天器数据通信协议研究

在分析传统低轨航天器数据传输方式的基础上,提出了一种基于地球静止轨道(GEO)通信卫星数据传输的网络结构及相应的双协议栈设计。该网络结构根据低轨航天器特点及双层卫星网络的优势,在低轨航天器上设计双协议栈,即低轨航天器与地面站之间的链路使用空间通信协议标准-传输协议(SCPS-TP),低轨航天器与通信卫星之间的链路使用利克里德传输协议(LTP)。同时,整个网络中实现两个协议转换网关,即低轨航天器网关实现SCPS-TP协议与LTP协议之间的转换,地面网关实现SCPS-TP协议与传输控制协议(TCP)协议之间的转换。仿真结果表明:低轨航天器采取双协议栈(SCPS-TP/LTP)的传输速率优于单一采取TCP协议,可为低轨航天器的数据传输任务应用提供技术基础。

卫星网络HTTP加速技术研究

HTTP协议作为浏览网页的多交互式协议,给用户带来了很好的上网体验,当其应用于高延时卫星网络环境下时,会严重影响Web访问的效率。针对该问题提出一种适用于卫星网络的HTTP加速技术解决方案,主要采用将缓存和预取相结合的方法达到对HTTP协议加速的效果。Web预取和缓存技术以期降低用户的访问延迟,提高网络浏览速度,在高延时的情况下达到很好的用户体验。

交互式卫星通信系统中时间同步技术研究

通过对DVB-RCS系统的介绍揭示了全网时间同步在整个系统中的重要性;通过对DVB-RCS标准规定的全网时间同步流程的分析,明确了主站提供的定时信号——节目时钟基准(PCR)的准确与否是时间同步性能好坏的重要前提;通过对定时信号产生、传输过程的分析,确定了影响定时信号准确度的因素,提出了产生精确定时信号的方法;通过对比分析得出了采用检测替换法消除抖动延迟较好的结论。

遥感卫星图像数据信息浏览查询技术优化与实现

遥感卫星图像数据的浏览查询系统向遥感数据用户提供卫星原始数据以及各级产品数据的查询服务。然而随着入库遥感数据的日益增多,当多用户并发浏览查询时,系统出现查询响应时间过长的现象。文章从数据库服务器、应用服务器以及应用程序方面对浏览查询系统进行了性能调整,并通过测试证实了优化方法的可行性。

基于遥感卫星应用体系贡献度评估方法研究

遥感卫星应用体系贡献度是遥感卫星在实际应用任务中所发挥作用的关键指标,系统建设与应用单位对其都非常重视。本文为了量化针对具体任务的遥感卫星的体系贡献度,首先深度剖析了体系贡献度的基本概念,界定了其内涵和分类,通过数学分析、任务分解等方法设计了面向任务需求的体系贡献度评估模型,最后针对舰船探测任务进行体系贡献度的仿真验证,该结果表明针对舰船探测任务,不仅可以得出每颗星具体的贡献度值,还可以知道遥感卫星体系贡献度在原来单星的基础上大约提高了20%,该方法也为其他体系贡献度的定量分析和评估提供技术基础。

WIDESTARII卫星移动通信方案研究

WIDESTAR II系统为了更好的满足用户需求,在WIDESTAR系统的基础之上对移动终端、基站设备以及核心网节点进行了再次开发,从而实现了更高的传输速率以及与IMS或其他通用IP技术的灵活兼容。本文中,将首先对WIDESTAR II系统进行简要的介绍与分析,然后,对此系统所采用频谱效率提高方法、IP兼容技术以及时延降低策略等卫星移动通信机制进行研究与验证。

最大SNR准则的共形阵列波束合成方法

相控阵波束合成的最终目的是提高接收信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR),但是由于共形阵阵面是弯曲的,各个阵元具有不同的接收SNR,把所有阵元移相后直接进行波束合成并不能保证获得最大SNR。在考虑单元方向图影响情况下,通过对共形相控阵天线接收SNR解析表示,采用迭代方式对阵元是否接入波束合成进行判断,确保了天线具有最大SNR输出。计算机仿真证实了阵元选择方法的正确性。

卫星通信多波束天线综述

多波束天线广泛应用于各种卫星通信系统 ,本文综述卫星通信多波束天线的有关问题 ,比较了各种方案的优缺点 。

星地融合网络管控架构设计

星地融合网络的运行管控需要面向巨型星座和天地大尺度网络,实现对异构基础设施、分层立体网络、跨域多维资源、定制化业务服务的综合调度管理,管控对象多样,关系错综复杂,管控的协同性和高效性直接影响网络的服务能力。针对以上问题,基于网络为本、星网协同的理念,探索星座、网络、业务的协同管控机制,提出星地融合网络运行管控的总体架构,并详细设计管控中心功能,规划典型运行管理流程,分析其在巨型星座在轨管理和大尺度跨域网络管理等方面的适用性,为星地融合网络运行管控系统建设和系统运行管理提供技术支撑。

分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统设计与联合定位

单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计。首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信。其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求。最后,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)最优化算法的雷达位置自估计和目标位置求解方法,实现了无先验雷达节点位置信息下的目标快速定位与跟踪。通过仿真分析与实验验证,该文设计的无线组网雷达系统可以实现目标二维定位与实时跟踪,雷达自身位置的估计精度优于0.06 m,对运动人体目标定位精度优于0.62 m。

基于AIEM和实地观测数据对GNSS-R反演土壤水分的研究

介绍了用GPS反射信号反演土壤水分的原理及反演研究的进展,并用改进的积分方程模型(AIEM)和实地观测数据对利用GPS反射信号反演土壤水分的方法进行了分析,分析结果表明,由于单个频率的雷达信号受地表粗糙度、角度和地表类型(裸地和植被类型)的影响比较大,很难提出一个实用的通用物理算法。利用美国2002年土壤水分实验(SMEX02)实测数据对上述的反演算法进行了分析,分析结果表明,采用经验统计算法对单个站点观测比较实用,平均相关系数达到0.85以上。整个分析表明,利用GPS前向散射信号与噪声之比反演土壤水分在单个站点能够取得比较高的精度。

基于高动态GPS接收机输出数据的卫星自主导航

为了减轻地面测控站的压力 ,研究了利用高动态 GPS数据进行卫星自主导航的方法 ;给出了旋转地球坐标系下的报轨动力学模型 ,在 N点位置误差最小二乘指标下 ,导出了一种计算卫星初始状态的迭代算法 ;用某型号接收机输出的位置数据 ,进行了报轨算法的检验 ,验证了方法的有效性。

DS-UWB接收机双陷波器抑制窄带干扰研究

针对直接扩频序列超宽带(DS-UWB)通信系统中常见的窄带干扰问题,提出了一种采用陷波技术的窄带干扰抑制新方法。理论分析表明,传统的只使用接收陷波器的窄带干扰抑制方法在滤出窄带干扰信号的同时,也导致了有用信号和模板信号相关函数峰值的损失,劣化了系统误码性能,而该方法同时对接收信号和模板信号进行相同的陷波处理可补偿这种损失,提高系统性能。对DS-UWB接收机的仿真结果表明,当信干比(SIR)为-20dB时,采用该方法后误码率(BER)曲线与没有干扰时的曲线基本重合;当E_b/n0 = 8dB时,对应BER = 1 E-3,该方法较没有陷波器时抗窄带干扰能力提高了26dB;较只有接收陷波器时提高了17dB。以上结果说明该方法是DS-UWB接收机窄带干扰抑制的有效方法。

一种高可靠并行环网的研究与实现

为了满足工业以太网的高可用性和不间断运行要求,通过对以太网单环结构的可靠性分析,设计了一种高可靠并行环网和冗余处理算法,并可在Linux平台下实现。实验表明,单网故障时,并行环网可无缝切换,收发终端间的丢包率为0。

SCPS-TP在卫星链路上的性能测试及改进策略

给出了在实际卫星链路环境中分别使用空间通信协议标准-传输协议(Space Com-munication Protocol Standard-Transport Protocol,SCPS-TP)、TCP Hybla协议和性能增强代理网关技术(PEPsal)的链路传输速率,并对结果进行了分析和比较,表明SCPS-TP协议在高丢包率、长传输时延的卫星链路中性能最优越;提出了一种基于SCPS-TP协议的空间网络传输层加速方法改进思路,通过增加新的更具针对性的改进型拥塞控制策略,克服其原有的保守型窗口增长模式的缺点以提高链路平均吞吐量。

一种推扫式卫星图像的相对辐射校正方法

由于推扫式成像卫星的各探元之间存在一定的响应差异,因此推扫生成的遥感图像在推扫方向上往往存在明显的条带现象。本文提出一种基于自适应滤波模板的推扫式卫星图像的相对辐射校正方法,首先,根据条带分布情况选择合适的一维非线性滤波器去除比较明显的条带噪声;然后,利用一维平滑滤波计算每个探元的增益和偏置等相对辐射校正系数;最后,利用校正系数去除细条带噪声。实验表明,该方法能够有效改善图像质量,使推扫方向的条带噪声得到有效去除,并且保留了图像细节信息。

高动态“北斗”双频载波相位差分工程化方法

针对北斗卫星导航系统提出了一种相对定位选星策略,分析了几种双频组合的方法及适用范围,给出了一种利用B1和B3频率进行双频载波相位差分的方法,讨论了算法在工程应用中的一些问题。最后利用北斗信号源输出验证了高动态轨道双频载波相位差分方法。

环境-1A超光谱成像仪相对辐射定标方法应用研究

介绍了环境-1A卫星上装载的新型有效载荷超光谱成像仪的工作原理。指出我国使用超光谱干涉仪尚处于试验阶段,对在轨数据处理方法还需要完善。文章针对干涉仪的数据立方体特性提出一种空间维的基于统计方法的在轨干涉数据相对辐射定标处理方法,并通过对卫星实际在轨数据的对比处理来验证其处理效果。结果表明,相对辐射定标处理可以修正CCD响应的不均匀性和入射光场的不均匀性,减小非线性相位偏移,提高复原光谱的精度。

空间调制光谱成像仪相对辐射校正方法研究

空间调制干涉光谱成像仪不同于其他类型光谱成像仪,其得到的是包含地物空间信息和光谱信息的立方体干涉数据。该光谱成像仪由于原理特殊,在轨数据定标方法尚不成熟。文中介绍了一种基于统计思想来计算探测器CCD辐射模型的在轨相对辐射校正方法,并通过对"环境一号"A卫星上测得的实际在轨数据进行相应的处理,来验证该相对辐射校正处理效果。结果表明该方法可以达到修正CCD响应不均匀性、光场不均匀性和减小非线性相位偏移的双重作用,提高复原光谱的精度。

信噪比估计方法研究

在QPSK调制方式下,分别研究推导了基于辅助数据的极大似然比信噪比估计算法研究、基于矩的信噪比估计算法研究以及基于高阶累积量的信噪比估计算法。通过仿真比较了信噪比估计算法的性能,着重分析比较了采用的迭代次数及数据长度等参数对算法性能的影响,最终根据算法各自的特点给出了相应的适用范围。