天拓一号星载AIS设计与在轨应用

介绍了星载AIS的技术优势和应用前景;针对由传统地面AIS向星载AIS发展所产生的诸如多网信号冲突、多普勒频移、空间链路衰减大等技术难题,对天拓一号（TT-1）星载AIS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AIS链路电平进行估算;重点介绍了AIS接收机的空间应用性能测试和环境试验方案;最后介绍了TT-1星载AIS的在轨应用情况,结果表明所设计的AIS接收机可一定程度上缓解星载AIS的技术难题,实现大范围海事目标监测的应用需求。     

天拓卫星团队

正2009年国防科学技术大学作出开展微小卫星工程研制相关工作的决定,启动了"纳星集群飞行计划"重大科技创新工程。从2010年9月国防科大第一颗卫星"天拓一号"单板纳星正式立项以来,截止目前已先后完成"天拓一号""天拓二号""天拓三号"的研制与发射任务,均取得圆满成功。"天拓"者,寓意有二:其一,面向航天,开拓创新;其二,立足使命,拓展天疆。"天拓"系列卫星研制队伍的核心科研人员12人,团队成员平均年龄不到35岁。天拓卫星团队自组建以来,围绕强军目标,献身强军实践,大大促进了微小卫星技术发展与应用,先后承担了70余项与航天技术发展密切相关的科研项目,为发展我国航天事业、提升我军航     

星载铷钟的故障模式及影响分析

星载铷钟在许多空间系统中起着重要作用,要求其具有高的可靠性。阐述了故障模式及影响分析在星载铷钟可靠性设计中的重要作用,介绍了星载铷钟的基本原理和结构简图,依据星载铷钟的功能将其划分为6个子系统,在此基础上进行了故障模式及影响分析,并给出了物理泵体子系统的部分FMEA结果。     

军事通信卫星及其下行链路性能研究

随着航天技术、数字通信技术、信息安全技术等的发展,一些军事大国恣意进行空间“武器化”,掌握“制天权”,对他国的安全构成严重的威胁。介绍了军事通信卫星及其优缺点,以及在现代战争中的应用,并对军事通信卫星的下行链路进行有效干扰的一些性能数据进行了分析和计算机仿真。     

自旋载体中的超紧组合GNSS接收机跟踪环路设计

自旋载体是全球导航卫星系统接收机的一种典型应用。当全球导航卫星系统载体自旋时,旋转产生的高阶动态将导致传统跟踪环路失锁;全球导航卫星系统与惯性导航系统组合可以有效补偿信号的高阶动态。因此,提出了一种利用惯性导航信息辅助卫星导航信号跟踪的超紧组合导航接收机环路设计方法,并分析了惯性导航信息辅助速率、自旋载体转速和信号载波相位误差之间的关系。通过仿真验证了所提接收机环路结构可以有效解决自旋载体接收机的信号跟踪问题,且相比于卫星导航单系统三阶环路而言,所提超紧组合环路结构可以显著提升自旋载体接收机的定位精度。     

天拓卫星团队

正2009年国防科学技术大学作出开展微小卫星工程研制相关工作的决定,启动了"纳星集群飞行计划"重大科技创新工程。从2010年9月国防科大第一颗卫星"天拓一号"单板纳星正式立项以来,截止目前已先后完成"天拓一号""天拓二号""天拓三号"的研制与发射任务,均取得圆满成功。"天拓"者,寓意有二:其一,面向航天,开拓创新:其二,立足使命,拓展天疆。     

种X波段独立双基地雷达接收系统*

针对双基地雷达中发射机与接收机之间没有固定通讯链的情况,分析了完全独立接收机获取各种同步基准的方法;给出了系统为获得辐射源发射天线波束扫描信息的独立接收机框图,探讨了独立接收机设计的难点与解决办法,并在此基础上设计了利用X波段海用雷达为外辐射源的实验性的独立双基地接收机,最后对接收机的性能指标进行了全面的论证,得到一种可以对特定空域监视和预警的独立接收系统.     

码分多址(CDMA)蜂房移动通信上、下行链路带宽非对称划分的分析

从移动台和基站接收机输入端载干比以及T S Rappaport和L B Milstein提出的信道传输模型出发 ,对码分多址 (CDMA)蜂房移动通信系统的上、下行链路带宽划分进行了分析 ,提出了非对称划分办法 ,同时给出了仿真结果。分析表明 :上、下行链路带宽划分有效地提高了码分多址 (CDMA)蜂房移动通信系统容量     

移动无线电台使用的声表面波滤波器

由于许多原因,声表面波滤波器在移动无线电设备中迄今还没有广泛地加以应用。本文简略概述接收机结构的历史发展,并介绍两种充分利用声表面波滤波器性能的接收机系统的设计:一个二次变频超外差便携式无线话接收机和一个同步播叫接收机。(paging,亦译作“呼寻”。这种接收机通常装在用户的衣袋里,当被呼寻时即自动发出音响信号,此信号因人而异,通知用户有人寻找,用户可就近打电话询问中心台何人何事找他——编者注)。在这些接收机系统中使用声表面波滤波器体现了在尺寸和功耗方面的优越性。     

复杂条件下飞行器天馈设备关键技术分析

作为高速飞行器载体用户终端的最前级,天馈设备的性能直接关系到无线收发系统数据链路的有效性。从技术应用角度出发,分析了在高速、高温以及复杂电磁环境下天馈设备的设计实现,介绍了热天线、可重构天线、小型化可控波束阵列、自适应阵列等几种先进天馈设备的技术特点和细节,详细阐述了其在高速飞行器载体的工程应用方法,对提高复杂飞行任务条件下数据链路的稳定性具有积极意义。     

伪卫星增强系统参考站接收机的测距偏差及优化

伪卫星相对地面用户是静止的,因此卫星与参考站接收机之间的距离几乎是不变的。在这种情况下,采样和量化引入的误差不再服从高斯分布,从而影响接收机的测量精度。为了解决这一问题,建立了卫星导航接收机的离散数字信号模型,并在此基础上分析了采样和量化对测距偏差的影响,通过仿真验证了结论的正确性,并提出了伪卫星增强系统下参考站接收机的优化设计方法。     

微纳卫星姿态确定与控制半实物仿真系统设计

航天器姿态控制系统需要特殊的运行环境,在地面很难考核,这给系统可靠性带来一定的风险。针对微纳卫星的特点,设计并研制了一套面向微纳卫星的姿态确定与控制半实物仿真系统。该系统通过数字化模型模拟卫星姿态轨道运动、敏感器模型产生敏感器测量数据、执行器模型生成控制力矩、敏感器模拟器实现通信协议,最终实现姿态控制系统的全系统仿真。这套系统可以接入卫星控制系统回路,实现对姿控系统软件、硬件的考核,同时验证算法的性能。基于该系统,对天拓三号卫星姿控系统进行地面半实物仿真,并对比在轨试验数据,结果表明系统设计合理,仿真结果可信。     

基于星上天线仰角约束的星间可视卫星集解析算法

星座自主导航需要对星间可视性规律做定量分析,可为进一步研究星间自主组网策略以及星间网络拓扑设计提供理论依据,同时星上自主建立星间链路需要卫星已知其可视卫星集合,因此有必要研究星间可视性解析算法.建立了基于星上环带天线仰角约束的星间可视性判定模型,结合星座几何特性以及卫星运动规律,以时间为变量,推导了卫星在运动过程中对同...     

基于代理模型的卫星系统仿真优化平台

针对既定目标,采用卫星系统进行协同观测可以最大化卫星系统的整体效能,如何对卫星系统的轨道或载荷参数设计是一个设计空间大、设计变量多的优化问题。对此,采用基于代理模型的仿真优化,通过改进广义模式搜索算法在设计空间中搜索最优解,并以此为核心设计开发卫星系统仿真优化平台。该平台集成问题建模、仿真优化和结果评估显示,为用户提供设计和改进卫星系统方案的方法和依据。采用该平台对卫星系统设计实例进行优化,通过对比发现,平台的优化结果稳定性和优化效率优于STK-Analyzer。     

水面无人艇导航与控制系统设计与实现

无人艇用于海面环境监测、海难搜寻救助、通航秩序辅助管理、海洋权益保护等方面具有广阔的应用前景,尤其是对于沿海沿江复杂水域具有明显的战略发展意义。以现有无人或小型作业艇船体及动力设备为基础,研究无人艇遥操作系统,包括岸基或母船控制台、艇载设备驱动系统及网络数据交换等方面内容,通过上位机海图实现艇运动路径规划,同时利用岸基或母船雷达及AIS获取的艇周目标信息提供在线避碰决策支持,根据无人艇采集的地理位置、航向姿态、航速及舵角等远程反馈数据产生对艇遥控指令,驱动无人艇上的车舵系统,实现自由加减速、前进、转向与停车等操作。系统通过推理及仿真试验,表明控制基站与艇数据交换可靠,艇车舵系统能有效响应遥指令,数据链路还能支持艇体搭载远程任务模块。     

天基支援下区域反导组网作战链路规划

天基信息支援下区域反导组网作战各系统实现互连、互通、互操作的关键是战术信息分发系统,而该系统中存在着多种类型的数据链路,这些链路之间又存在着各种约束条件,因此科学合理的对这些链路进行规划是系统实现的重要工作之一.建立并提出了天基信息支援下区域反导组网作战战术信息分发系统数据链路的规划模型和一种新的解算方法,为该系统数据链路的规划提供了理论依据.     

基于AIS的对海雷达多目标联合误差估计方法

提出了一种基于AIS的对海警戒雷达多目标联合误差估计方法,该方法以高精度AIS提供的目标信息为目标真值,对雷达进行误差估计。利用系统积累的多目标航迹信息,首先进行目标粗关联,将航迹信息进行时空对准后产生误差序列,通过单目标误差序列统计信息进行异常值的筛选,再通过多目标误差序列进行错误关联目标的检验,最终对剩余误差序列进行误差估计。通过实测数据和实际应用证明,该方法估计的雷达误差较准确,用估计结果对雷达误差进行校准后可有效减小对海雷达的系统误差。     

卫星导航系统功率增强子星座优化设计与性能分析

卫星功率增强技术是提高区域导航信号抗干扰性能的一种有效措施,在卫星导航全星座中优选出卫星数量少、服务性能优的功率增强子星座,是新一代卫星导航系统建设迫切需要解决的问题。因此提出基于卫星数最少准则的功率增强子星座优化设计方法,详细介绍设计流程、数学模型及最优解搜索策略;定义了可用性水平、精度水平和覆盖范围等指标评估功率增强子星座性能;以GPS为例,分别针对覆盖点目标和区域目标两种应用背景进行功率增强子星座优化设计及性能评估。分析结果表明:全球范围内任意目标点进行功率增强需要12～17颗卫星;实现对我国沿海地区的连续覆盖需要18颗功率增强卫星;覆盖整个亚太地区则需要全星座24颗卫星都具备功率增强能力,这样才能满足其连续性和精度要求,此时最优功率增强子星座的服务范围可扩充至全球区域。     

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。     

星载AIS检测概率建模与仿真分析

针对现有星载AIS检测概率低的问题,对星载AIS接收信号冲突和检测概率进行了研究和论证,并对影响检测概率的诸多因素进行了分析。分析了星载AIS与地面AIS的差异性,指出了星载AIS面临的新挑战。重点对星载AIS信号多网冲突问题进行了研究,建立了一种基于船舶分布密度函数的星载AIS检测概率模型。通过分析时隙冲突、船舶动态、轨道高度、天线类型和B类AIS船舶等因素对系统检测概率的影响,为工程设计和性能评估提供了一定参考依据。