基于圆锥扫描的卫星信号强度闭环控制方法

在车载卫星通讯系统中,常利用高精度速率陀螺仪作为稳定反馈器件构成天线稳定伺服控制系统,以抑制车体运动对卫星通讯天线的扰动.但由于陀螺仪自身存在的漂移特性,使得仅依靠速度闭环无法满足车载卫星"动中通"的要求.因此,采用圆锥扫描方法获取天线在空间扫过位置的卫星信号强度,再与伺服系统构成信号强度闭环,从而实现天线空间指向的稳定.介绍一种卫星信号强度闭环控制方法.该方法不仅能够很好地补偿由于陀螺飘移引起的系统稳定误差,而且对由其他原因引起的稳定误差和远距离移动引起的跟踪误差具有同样的补偿作用,达到有效锁定和高精度跟踪通信卫星的目的.     

动态点对点通信天线的自动控制研究

在相对运动平台的点对点通信中,天线如何快速、准确地进行跟踪对准是接收高质量通信信号的保证.针对于动态点对点通信中定向天线对准难的问题,提出了一种基于坐标跟踪法和信号跟踪法的联合天线跟踪控制法,并对此方法进行了系统的软、硬件设计.通过精度分析和试验得出该方法对准精度高,系统易于实现,能够满足微波通信天线对准工程实现中的快与准的要求.     

雷达天线系统改进设计新方法

抛物面天线是火控雷达中普遍使用的一种跟踪天线,通过系统优化设计,可以形成很窄的波束,所以其跟踪精度很高,因为其波束很窄,所以搜索发现目标困难。利用阵列信号处理方法,对连续口径天线进行分析,将抛物面天线改进成为一种集搜索、跟踪于一体的新型天线。同时,在改进后雷达的高频部分增加高频放大器,以抵消天线改进后引起的增益下降。新系统既容易搜索发现空中目标,又具有较高跟踪精度。     

基于"当前"统计模型的分段模糊跟踪算法

分析了"当前"统计模型的自适应跟踪特性,界定了其适用机动范围.提出了一种根据目标机动强弱分段调节系统方差,且在各机动段内基于新息变化强度又实时模糊调节方差的自适应跟踪方法.该方法从宏观、局部及微观多层次动态调节系统方差,兼顾了跟踪的快速性和精度.仿真结果表明,在目标机动较强时,首先提高跟踪快速性,使其快速稳定,再着重改善精度;机动较弱时,平稳提升跟踪精度,微调其快速性.该方法取得了较好的跟踪效果.     

基于轮廓特征的空间目标识别算法

高分辨力单脉冲雷达通过对三个通道回波成像可以获取各个散射中心的方位角和俯仰角,结合距离信息就可以得到各个散射中心在垂直于雷达天线轴的平面上的投影,形成方位-俯仰二维像.由于卫星的尺寸通常大于碎片的尺寸,因此卫星的方位-俯仰二维像的轮廓面积较大.提出了基于轮廓特征的空间目标识别算法,首先通过高分辨力单脉冲雷达对目标进行方位-俯仰二维像成像,然后从方位-俯仰二维像中提取目标轮廓,最后根据轮廓面积特征对卫星和碎片进行识别.经过计算机仿真实验,该算法取得了比较好的识别效果.     

太阳观测卫星的数传天线波束及其指向设计

针对三轴稳定对日指向姿态的太阳同步轨道卫星,提出为获得最大对地数据传输时间的天线波束设计及布局方案。根据某型太阳观测卫星的轨道姿态设计方案,建立数传天线对指定地面站的天线波束指向仿真模型;使用卫星工具包STK仿真软件,分析不同波束角方案及其可能的指向对数传时间的影响,发现了对日指向卫星与对地指向卫星在数传时间上的不同规律,找到最优的天线波束布局来获得最大的数传时间;根据星载数传能力与不同天线波束宽度之间的关系,获得传输数据的最佳天线波束宽度,为这类卫星数传天线的波束设计及其布局提供设计依据。     

惯性稳定平台高精度控制方法

惯性稳定控制技术广泛应用在无人机云台稳像、导弹制导、卫星成像等领域,其精度直接影响到系统成像、跟踪的性能.然而当前基于永磁同步电机驱动的惯性稳定平台仍然缺乏一套可靠的高效控制方法,传统基于经典控制理论的线性控制器无法满足实际工程需求.为此,提出一种新型的滑模控制方案,实验结果证明了其有效性.在此基础上,为了减小滑模控制器的抖振并抑制系统的各种外扰,设计了Luenberger状态观测器以观测系统的实时扰动,并将其补偿进滑模控制器中.实验结果证明,采用所提出的控制方案,在速度跟踪实验中相比于传统的PI+DOB控制策略有很大提升.所设计的新型控制方案能使系统性能完全满足工程需求.     

国内外卫星导航技术发展综述

随着高科技的飞速发展,卫星导航技术也日新月异.主要叙述了导航卫星星座的导航定位原理、精度指标和性能指标的评价方法以及国内外卫星导航技术的发展趋势,分析了各种卫星导航技术(美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的GLONASS系统、中国的CNSS--"北斗"卫星导航定位系统以及将要投入使用的欧洲GALIELO卫星导航系统)中存在的问题以及给出解决这些问题的可行方案.从而为工程实际应用提供了借鉴的依据.     

基于神经网络的混合双滤波器自适应目标跟踪算法

在分析近期基于神经网络数据融合的目标跟踪算法的基础上,结合一种新的自适应滤波模型(NAF)和速度估计自适应跟踪算法(AVE),提出了基于神经网络混合双滤波器的机动目标自适应跟踪算法(NHDF).该算法通过在线自动调节网络输出进行过程噪声方差融合,降低了现有算法因系统方差的调整不当而带来的精度损失.理论分析及仿真结果证明,与"当前"统计模型、速度自适应模型和新的自适应模型算法相比,该算法具有跟踪精度高,自适应能力强的优点.     

基于Alamouti码的卫星差分协同方案设计与仿真

协同通信是可望在未来移动通信中得到实用的高性能信号传输技术之一。为有效避免协同通信进行实时信道估计比较困难这一难题,提高系统的可实现性,文章针对卫星移动通信的系统结构提出了一种基于Alamouti码的卫星差分协同通信系统方案,并利用Matlab软件对该方案在不同卫星移动衰落信道环境中的性能进行了仿真分析。结果表明,在相同的信道条件下,采用协同方式可大大提高系统的抗衰落能力,而且卫星移动通信的特定系统结构非常适合协同通信的性能发挥,使其接近或达到传统多天线系统的性能。     

天拓一号星载自动识别系统设计与在轨应用

介绍了星载自动识别系统的技术优势和应用前景;针对由传统地面自动识别系统向星载自动识别系统发展所带来的多网信号冲突、多普勒频移、空间链路衰减等技术难题,对天拓一号星载自动识别系统的系统进行了设计,包括系统组成、接收机指标和功能、天线和微波开关设计,对星地自动识别系统链路电平进行了估算;重点介绍了自动识别系统接收机的空间应用性能测试和环境试验方案;介绍了天拓一号星载自动识别系统在轨应用情况,结果表明所设计的AIS接收机可一定程度上缓解星载自动识别系统的技术难题,满足大范围海事目标监测的应用需求。     

北斗双星系统车辆定向技术

基于卫星载波相位干涉测量原理,研究了利用北斗双星系统确定车辆航向的相关技术。首先建立了北斗定向的数学模型;接着讨论了基于交换天线思想的等效转动基线极大/极小值ERMM模糊度确定方法;然后利用构建的双天线定向系统设计了车载实时航向确定实验,并通过高精度激光陀螺捷联惯导系统对航向确定精度进行了校核。实验结果验证了ERMM解模糊方法的有效性,表明定向系统实时航向确定有效精度可达0.62°。研究结果表明,北斗双星系统可以用于实时确定车辆的航向。     

基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法

由于卫星轨道测量数据中含有非线性误差,使用传统的最小二乘多项式拟合方法对其进行预处理必然会降低定轨精度.在半参数回归模型的基础上,应用小波阈值去噪算法估计并消除观测数据中存在的非线性误差,提出了基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法,以提高数据预处理的精度.对某卫星USB跟踪数据应用该方法进行了仿真,仿真结果表明:该方法可以分离出观测数据中的白噪声和非线性误差,从而可以在观测数据中消除非线性误差的影响,提高数据预处理的精度.     

主星带伴随分布式小卫星雷达系统的波束同步分析

波束同步是主星带伴随分布式小卫星雷达系统的同步问题之一,分析了主星带伴随分布式小卫星雷达系统的波束同步问题。根据主星带伴随分布式小卫星雷达系统的特点,结合小卫星天线俯仰向可扫描、姿态可调节,提出了三种波束指向同步方法;分析了分布式小卫星雷达系统的波束覆盖同步问题,分别建立了主星和伴随分布式小卫星的波束覆盖数学模型;仿真分析“干涉车轮”,结果不仅证明这些模型的正确性,同时发现波束指向同步方法2有较好的优越性。     

星载双基地SAR系统模糊性

针对星载双基地SAR由双基地几何关系引入的新问题,提出了计算其模糊比的新方法和近似分解方法。利用此方法通过仿真计算对星载双基地SAR模糊性变化规律做了进一步研究。结果表明,因接收天线的面积限制,与其伴随飞行的大卫星SAR相比,模糊性问题更为严重,但变化规律基本一致。比较而言,由于小卫星天线尺寸在高度上更接近大卫星天线,在距离模糊比上相对大卫星SAR抬高得不多,而在方位模糊比上抬高较大。     

阵列互耦条件下运动目标角度跟踪方法研究

针对观测过程中角度发生变化时的运动目标跟踪问题,同时考虑到常规阵列中所普遍存在的互耦效应,通过分析均匀线阵互耦矩阵的带状Toeplitz结构,提出利用在原始阵列两侧增加辅助阵元的方法补偿互耦效应对阵列响应函数的影响,并将粒子滤波技术与原始阵列经互耦补偿后的观测数据相结合,实现了阵列互耦条件下对角度变化目标的高精度方向跟踪。仿真实验验证了新方法的优良性能。     

近距离角跟踪特性测定中的电磁兼容性

根据火控雷达光电轴校正原理,用有源辐射喇叭等效升空的角反射器,雷达被动跟踪有源辐射器实现角跟踪特性的检查。根据天线辐射场区条件以及地面反射波的菲涅耳带。通过场地选择和天线架设以消除地面反射波的影响。应用本方法对雷达进行了角跟踪实验,获得了较满意效果。     

GNSS阵列接收机信号解扩前的欺骗干扰检测算法

为了降低天线阵接收机欺骗干扰检测方法的计算量,提出一种信号解扩前的欺骗干扰检测方法。该方法利用不同天线上信号和噪声相关性的差异,在信号解扩前估计其功率,从而进行欺骗干扰检测。仿真结果表明,该方法在降低运算量的同时,具有良好的检测性能。     

智能天线在伪卫星增强系统中的抗干扰作用

过去的十年中,卫星导航技术在武器系统的导航和制导领域得到了很好的应用.但是,系统的应用过程中无线电射频干扰对其通信链路的性能会产生极大的影响,智能天线技术是一种比较有效的抗干扰措施.对伪卫星增强系统多种智能天线的自适应算法进行了比较分析.结果表明SMI算法相对其他算法而言在收敛速率和天线方向图的效果上皆有相当的优越性.适合于伪卫星增强系统的干扰抑制应用.     

测控站布局对区域卫星导航系统的影响

建立区域卫星导航系统的测控网是卫星导航系统要解决的关键问题之一。讨论国内测控站的布设问题,采用网格计算方法分析国内测控站对导航星座的可观测性。引入位置精度衰减因子PDOP和定轨中的法矩阵条件数,分析测控网对导航星座的观测几何结构强度以及测站位置分布对轨道确定精度的影响,仿真结果表明,利用我国有限的国土跨度和航天测控资源可以确保对导航卫星的测控任务的完成。对在国外布设测控站进行讨论和仿真,结果说明位于国外的测控站(如可在澳大利亚的珀斯设站)的加入能明显改善观测的几何结构强度、提高导航卫星的轨道精度。