利用整帧翻转的SRAM型FPGA故障注入加速算法

不可恢复异常比特位(unrecoverable-sensitive bits, UR-SB)不能通过定时刷新修复,会造成卫星载荷在轨服务的长时间中断,是地面故障注入试验需要着重评估和改善的。但UR-SB占比极低,若采用传统逐位翻转故障注入方法,其测试耗时太长,效率极低。提出了一种基于整帧翻转的静态随机存取存储器型现场可编程门阵列的故障注入加速算法,其通过整帧翻转能够快速筛除不存在UR-SB的配置帧,并进一步用二分法对存在UR-SB的配置帧进行快速搜索,有效加速了UR-SB的精确定位过程。以在轨常用XQR2V3000器件为例,理论分析在较差情况下测试效率可提升207倍,信号生成载荷实测结果最高可提升949倍,理论分析和实测结果均验证了所提加速算法的有效性。     

星耀九州揽风云

5月26日,国防科工局在京组织举行了风云三号B气象卫星在轨交付仪式,卫星由研制部门航天科技集团正式交付给用户中国气象局投入使用。风云三号B星是我国自主研制的新一代太阳同步轨道气象卫星,设计寿命3年。经过半年时间的在轨测试,卫星各系统工作正常,获取的图像和数据质量良好。交     

服务国计民生又一崭新成果

<正>初春三月,我国首颗海洋动力环境卫星——海洋二号卫星正式交付使用。它将与已在轨运行的海洋一号卫星相互配合,实现海洋动力环境监测与海洋资源探测相结合,完善我国海洋立体监测体系,大幅提升我国对海洋的监测能力,有效服务海洋事业,更好地维护国家主权。这是我国     

基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法研究

针对导航战、城市或者室内环境中,可见卫星数目小于3颗,用户位置未知时,接收机无法完成授时等问题,并结合我国已有卫星导航系统(北斗和CAPS系统)现状,提出了一种基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法。该方法通过测量卫星信号的多普勒频移,采用积分多普勒计数计算用户位置,完成单向授时功能。分析结果表明,使用3颗IGSO卫星搭载透明转发器载荷,可使我国领土范围内的定位授时可用性基本达到100%;静态观测用户,长期测量定位精度可达3m以内,授时精度误差小于100ns。由于该方法最少只需观测1颗IGSO卫星信号,这为导航战背景及微弱信号环境下的定位授时服务,提供了新的解决方法。     

单板纳星电源系统能量平衡仿真

能量平衡是微纳卫星电源系统设计和考核的重要要求,在地面通常通过数值仿真进行评价。介绍单板纳星电源系统结构和特点;分别对太阳电池阵、蓄电池组和卫星负载进行数学建模;结合卫星姿态动力学进行能量平衡仿真,仿真结果可以实时反映卫星的功率变化、电池容量和能量平衡情况。电源系统在轨试验数据与仿真结果基本一致,证明所建模型是正确的,仿真方法有效。     

单航天器无需变轨与Walker星座多星交会的充分条件及特性分析

以Walker星座为研究对象,对单航天器无需变轨实现多星交会的问题展开研究。从Walker星座相位同构特性出发,得到了单航天器无需变轨能够对多颗星座卫星交会的充分条件,对交会的星座卫星的数目和星座卫星组合等问题进行了研究。在此基础上,提出了利用解析法求解交会轨道的轨道设计方法,并对交会轨道的特性进行了分析。对交会更多星座卫星(大于3颗)的可能性展开了讨论。研究结果可为单航天器无需变轨对星座多星交会提供理论依据。     

使用FPGA设计高可靠SpaceWire路由器

为了提高系统的可靠性和可用性，提出一种基于静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory,SRAM）型现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的SpaceWire路由器设计方法。路由器通过系统级三模冗余技术加固，采用基于位流重定位的动态部分刷新技术修复系统中发生的软故障，并提出一种基于工作输入和健康现态的实时状态同步方法，以确保故障模块修复后的状态与其他模块同步。因此，该系统能够进行错误掩蔽和自我修复。在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上对所提出的路由器系统结构和设计方法进行实现和验证。实验结果表明，路由器的可靠性和可用性显著增加，且系统的实时性很好，能保证路由器在整个工作过程中提供正常服务而不会引起系统功能中断或延迟；位流重定位技术的采用将所需存储空间减少三分之二，同时也降低了原始位流本身故障的可能性。     

交织结构的耐单粒子瞬变压控振荡器

为提高辐照环境下振荡器工作的可靠性,提出一种交织结构的抗辐照设计加固压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO),该VCO由采用交织结构的延时单元构成,该延时单元支持多数表决功能,可以抑制单粒子瞬变的影响;该VCO环路中无须引入额外的专用表决模块,可以产生均匀的多相位输出。所提出的加固差分VCO是基于130 nm体硅互补金属氧化物半导体工艺设计的。模拟结果表明,所设计的加固VCO在100 fC~800 fC沉积电荷量的轰击范围内,其所产生的最大相位偏移不超过0.35 rad。     

卫星固态存储器数据容错设计与机制

卫星数据传输系统的可靠性面临着空间粒子效应、信道干扰等多重威胁。在介绍数据传输系统关键设备星载大容量固态存储器设计与实现的基础上,从管理信息、数据位流、星地链路、文件传输四个方面构建容错机制,综合应用汉明编译码、RS编译码、低密度奇偶校验码编码等数据检纠错技术,增强存储器管理信息、存储数据、信道传输的容错性能。在实际型号任务固态存储器的基础上,结合CCSDS文件传输协议提出基于自动重传机制的文件可靠传输设计,提高数据传输全流程的容错性能。固态存储器使用多级流水写入、总线并行扩展等技术,吞吐率理论上接近900Mbps,容量达到256Gb。     

定时拦截在轨拦截器机动轨道设计与优化

在满足对目标卫星在指定时间进行拦截的要求下,考虑拦截器变轨能量消耗最省,提出了基于定时拦截的在轨机动拦截轨道选择与优化方法。该方法能够迅速设计和优化出最优在轨机动拦截轨道、变轨点位置和变轨所需的能量。仿真结果表明,模型准确、有效,能够满足作战要求。     

浮空器气体混充定高建模与仿真

依据浮空器浮重平衡特性以及理想气体状态方程,探索了一种气体混充控制浮空器平飞高度的定高方式,并对浮空器气体混充定高技术进行了总体设计研究。考虑到热力学特性对于浮空器上升过程和平飞过程的重要性,结合工程热力学中混充气体的热物性能,以超压气球作为研究对象,分析球体上升和平飞过程中的热环境,并与动力学模型进行耦合。在此基础上,对混充气球上升及平飞过程进行力学仿真,得到气球上升过程中高度、速度、气体温度以及压强的变化,验证了浮空器混充定高技术的可行性,为后续浮空器飞行试验提供指导。     

随机-非概率模型下的船体结构屈服强度可靠性分析

针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指标求解方法。基于该模型对某舰船船体结构屈服强度进行可靠性分析,结果表明:该模型既体现了结构变量的客观不确定性又减弱了评估结果的盲目保守性,对于既含有随机变量又含有区间变量的在役舰船的可靠性评估具有很强的适用性。     

A facility reliability problem: Formulation,properties, and algorithm

Having a robustly designed supply chain network is one of the most effective ways to hedge against network disruptions because contingency plans in the event of a disruption are often significantly limited. In this article, we study the facility reliability problem: how to design a reliable supply chain network in the presence of random facility disruptions with the option of hardening selected facilities. We consider a facility location problem incorporating two types of facilities, one that is unreliable and another that is reliable (which is not subject to disruption, but is more expensive). We formulate this as a mixed integer programming model and develop a Lagrangian Relaxation‐based solution algorithm. We derive structural properties of the problem and show that for some values of the disruption probability, the problem reduces to the classical uncapacitated fixed charge location problem. In addition, we show that the proposed solution algorithm is not only capable of solving large‐scale problems, but is also computationally effective. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010     

桁架式水塔结构的优化设计

本文将桁架式水塔结构等效成单自由度弹簧质量系统,考虑其在风载（包括定常与随机波动两部分）作用下,以桁架中的最大应力及频率耦合等作为约束条件的优化设计问题,导出了设计变量的最优化设计数学模型。     

稳态随机过程激励下基于首次超越破坏的结构优化设计

把结构系统动力可靠性分析与最优化设计结合起来 ,以结构系统的最小质量为目标函数 ,给出了考虑在平稳随机过程激励下多自由度线性系统总的可靠性的结构优化设计方法。运用谱分析理论 ,推导了结构系统在平稳随机过程激励下响应的统计特征 ,同时结合首次超越破坏的Possion模型计算结构系统的可靠性 ,最终采用广义乘子法得到结构系统设计变量的最优值。计算结果表明该方法是可行的     

基于遗传模拟退火算法的OFDMA系统资源分配

针对多用户OFDMA系统,提出了一种基于遗传模拟退火算法的多用户OFDMA系统资源分配策略。在资源分配时,首先假设总功率在载波间均等分配,随后根据比例速率要求确定每个用户需要的子带数,最后引入遗传模拟退火算法求解联合优化中的子带分配,在保证用户间公平性的前提下最大化系统吞吐量。仿真结果表明,该策略系统容量较大,并且近似满足了不同用户间传输速率比例性要求。     

一种基于串联谐振型变换器的激光电源设计

激光器电源是激光器装置的重要组成部分,其泵浦方式分为光激励、放电激励、能量激励等,均必须配有相适应的供电电源。基于脉冲式固体激光器中负载是气体放电器件的激光电源,设计了一种带有预燃放电功能的半桥LCC串联谐振逆变电路,可实现每次点灯不必使用高压触发脉冲,避免触发高压的电磁辐射干扰。使得当灯处于低阻状态时,电容器上的能量能更有效地转换成光能。整体电源设计结构简单,可靠性高,可满足激光器对电源稳态工作的要求,在应用预燃电路后,激光输出能量可提高10%。     

空间辐射环境中的辐射效应

天然空间辐射环境与辐射效应基本机制是空间飞行器抗辐射加固研究中的两个关键问题, 本文总结了天然空间辐射环境的总体性质, 并对辐射效应基本机制进行了简要的分析, 指出了目前空间飞行器抗辐射加固研究的重点。     

可靠性强化试验通用夹具研究

针对可靠性强化试验中全轴随机振动试验的通用夹具问题展开研究,首先提出了基于全轴随机振动环境多轴非比例加载、非高斯幅值分布、宽频带等特性的全新夹具设计要求,然后通过理论分析得出了夹具设计的一般原则,最后设计实现了一种可靠性强化试验通用夹具,并对该夹具进行了测试验证.全轴随机振动试验的夹具设计是可靠性强化试验在工程应用中的关键技术,该文的研究可以为可靠性强化试验的推广应用提供广泛借鉴.     

导弹尾罩分离运动不确定性分析

为了检验实际条件下导弹尾罩分离运动可能存在的风险,建立了基于凯恩方程的分离过程多体动力学模型与基于关键点-碰撞边界相对位置判断的碰撞检测模型,采用蒙特卡洛方法与Morris筛选法对输入参数存在随机偏差时尾罩分离运动受到的影响进行了不确定性分析,通过蒙特卡洛法得到了分离运动状态的散布特性,通过Morris筛选法得到了各输入变量的影响程度排序。研究结果表明:尾罩分离方案的可靠性较高,在输入参数存在偏差情况下也可满足安全性指标,各项输入参数中风干扰、推冲器的推力偏差对尾罩落点距离的影响相对较大,而导弹点火时尾罩的横向距离受风与出筒速度的影响相对较大。