机载高分辨率遥感图像实时压缩系统研究

介绍了图像压缩系统的5种主要架构,分析、比较了这5种架构的优缺点。基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像压缩系统架构,提出了一种适合机载应用的高分辨率遥感图像实时压缩系统,该系统具有体积小、功耗低的特点。另外,还针对JPEG-LS(JPEG-Lossless)算法的特点,提出了一种简单有效的位率控制和抗误码方法,并在基于VIRTEX-ⅡFPGA的实时压缩系统中进行了具体应用,实现了机载遥感图像的无损和近无损图像实时压缩。该系统预留了充分的硬件资源,可支持EZW和SPIHT等复杂度较高的高倍率图像压缩算法的应用。     

无人机机载合成孔径雷达的高速数据传输

无人机机载合成孔径雷达 (SAR)的高速数据传输问题是长期以来制约 SAR载荷应用的重要问题。文中通过对 SAR原始数据、SAR成像、SAR图像数据以及传输系统的研究 ,提出将 SAR成像过程分为两个阶段 ,在机上进行预滤波 ,在地面进行距离向压缩、方位向压缩等成像过程 ,实时传输经过预滤波和压缩后的数据。该方案在保证 SAR方位向和距离向分辨率及测绘带带宽的前提下 ,能够有效降低下传数据率 (具体值取决于预滤波率 ) ,同时不增加无人机的载荷 ,是一种可行的实时高速数据传输方案     

机载图象信号实时压缩编码/解码系统

文中介绍一种机载遥感图象实时压缩编码系统的原理、性能和实验結果。在方案设计过程中,充分地考虑了系统的体积和处理速度。采用TMS32010信号处理器作为系统的核心单元;可在0.4s时间内处理一帧512×512×8bit的图象;图象压缩比可根据图象传输速率或图象质量的要求,通过修改处理器程序中某些参数加以改变。该系统亦可以用于其它图象传输领域。     

基于多DSP的机载SAR距离徙动校正实现方法

针对机载合成孔径雷达(SAR)数据量大、运算复杂、实时性能要求高等问题，提出了一种基于多片多核DSP并行的方式实现机载SAR距离徙动校正的方法。重点介绍实现过程中的片间及片内并行和同步处理、数据交互、数据分配，距离徙动校正的距离向脉冲压缩和惯导补偿，以及多普勒中心估计实现的具体步骤，利用点仿真和实测数据验证了该方法的有效性，并提出优化模块，进一步提高运算的实时性。     

基于Modbus协议的校飞集中监控系统

根据机载校飞设备相对分散、数据采集量大等特点,综合应用Modbus现场总线技术,结合组态王软件特点,构建校飞集中监控系统。利用组态王研制出机载校飞设备的监控系统,实现机载校飞设备的实时监视、控制,可以实时采集和显示设备的相关参数,并能进行事后回放。系统大大降低了校飞成本,提高了工作效率。     

澳大利亚两种雷达研发动态

新的军民两用地面测绘雷达 澳大利亚国防科技组织（DSTO）和GecOz公司已于2004年签署了协议备忘录（MoA），在澳大利亚制造一种新型机载地面测绘／成像雷达系统，将目前DSTO的机载X波段合成孔径雷达（SAR）增加高保真L波段地面测绘能力。改进后的系统不仅可以提高它在军事方面的应用性能，而且在民用（如土壤盐度和地形剖面测绘、对丛林大火、洪水以及原油泄漏等）方面可进行昼夜、以及复杂气象条件下的空地监视。     

数据处理软件与机载数据采集软件的连接

由于飞行测试数据采集和遥测系统引用了能提供动态控制能力的微型计算机,所以软件正日益成为机载数据系统的一个不可缺少的组成部分。通常,软件的重要性总是被机载系统的许多用户所低估,甚至迄今,他们还在担心能否把PCM数据循环图编程到电可编程序只读存储器(EPROM)并将它们插入机载硬件中去。由于较新的可编程序系统使用带有电可擦可编程序只读存储器(E~2PROM)和随机存储器(RAM)的微型计算机来提供实时工程单位(EU)显示和控制能力,因而机载软件就成为整个系统计划的一个中心环节。在这些数据采集系统中,实时数据显示和控制所提出的程序设计要求,使地面站的数据处理软件和飞机上的数据采集软件之间要有软件结构控制和一种软件(固件)连接变得非常重要。本文介绍飞行测试过程中新出现的这类问题的一种解决办法。     

机载火控雷达抗干扰仿真系统设计

研究模拟雷达抗干扰过程以及分析雷达抗干扰技术,提出了机载火控雷达抗干扰仿真系统设计思路,详细分析了该系统的各模块功能、处理流程和关键技术等。该系统不仅能够运行回波生成模块以及信号处理模块,而且能够在已有的基础上对各模块进行优化设计。在不同的干扰条件下,采取不同的抗干扰技术,同时在雷达电子对抗过程中,可以实时地采集各关键环节的信号数据。该系统在验证雷达抗干扰技术效果方面具有很高的应用价值。     

星载激光测高仪脚点坐标解算方法及机载验证*

通过分析ICESat-1和ICESat-2测高载荷地面脚点坐标解算方法,对比分析多波束、单光子体制对地激光三维测绘载荷与传统的单波束、全波形体制激光测高载荷在坐标解算方法上的异同,机载与星载激光雷达坐标解算的异同,建立机载激光雷达坐标解算方法与流程,利用自主研制的机载激光雷达进行飞行试验与验证,对后期机载、星载激光测高雷达激光脚点解算具有借鉴意义。     

FMCW体制毫米波SAR实时信号处理方法研究

与脉冲体制合成孔径雷达(SAR)相比,调频连续波(FMCW)体制SAR具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点,目前小型或微小型SAR普遍采用FMCW工作体制。FMCW SAR在整个脉冲重复周期内都发射信号,其信号占空比达到了100%,为了减小数字接收机采样带宽,降低数据率,FMCW体制毫米波SAR一般采取解线频调接收的方式,但其数据量依然很大,而且机载平台受到气流的影响,运动误差很大,需要迭代估计与补偿,给实时处理模块带来了很大压力。为了提高整个机载FMCW SAR系统的信号实时处理性能,需要在算法层面进行改进。提出了一种两次子孔径误差估计和全孔径误差拼接补偿的FMCW SAR实时成像算法,使用相位梯度自聚焦(PGA)算法和图像偏置(MD)算法级联提取子孔径误差;然后进行子孔径误差拼接成全孔径误差补偿原数据,两维脉冲压缩后完成图像聚焦,提高了FMCW体制毫米波SAR成像算法的效率;最后使用机载Ka波段FMCW SAR实测数据,验证了该算法的有效性。     

基于SAN构建高可用实时存储系统

介绍SAN网络存储技术及其拓扑结构,针对某飞控中心数据存储系统的实际需求,设计和实现一个SAN存储结构上的高可用实时可扩展集群存储方案,并详细描述通过软、硬件结合实现冗余数据路径、故障切换、实时存储和查询的方法。     

FPGA多模式高效脉冲压缩工程应用

针对现代雷达系统功能需求多样化、处理数据量大的特点，提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）处理平台的多模式高效频域脉冲压缩方法。其快速傅里叶变换（FFT）模块采用复式FFT结构，其运算能力比基-4 Burst I/O结构提高了一倍；参考函数模块采用实时查表法，根据发射信号基本参数对参考信号进行实时生成；脉冲压缩模块进行了知识产权（IP）核封装处理，使其既能通过灵活配置适应多工作模式实用需求，又能够便利地移植和复用。采用此方法在基于Virtex-7 FPGA硬件平台上进行试验验证，结果表明，该方法能够高效地实现8192点至32768点脉冲压缩处理，处理点数多，实时性高，且处理结果满足航天工程应用要求。     

On the global geodetic observing system: Africa's preparedness and challenges

Space geodetic techniques and satellite missions play a crucial role in the determination and monitoring of geo-kinematics, Earth's rotation and gravity fields. These three pillars of geodesy provide the basis for determining the geodetic reference frames with high accuracy, spatial resolution and temporal stability. Space geodetic techniques have been used for the assessment of geo-hazards, anthropogenic hazards and in the design of early warning systems for hazard and disasters. In general, space geodesy provides products for Earth observation, science and influences many activities (e.g., building and management) in a modern society. In order to further promote the application of space geodetic methods to solving Earth science problems, the Global Geodetic Observing System (GGOS) of the International Association of Geodesy (IAG) was commissioned as an important geodetic infrastructure that integrates different geodetic techniques (such as Global Navigation Satellite Systems, Very Long Baseline Interferometry, Satellite Laser Ranging, Interferometric Synthetic Aperture Radar and Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite), models and analysis techniques for the purpose of ensuring long-term, precise monitoring of geodetic observables vital for monitoring Earth system processes. Since its inception, there has been considerable progress made towards setting up the infrastructure necessary for the establishment of the GGOS database. While the challenges that beleaguer the GGOS are acknowledged (at least at global level), the assessment of an attuned GGOS infrastructure in the African context is necessary, yet lacking. In the present contribution, (a) the African preparedness and response to the observing system is assessed, and (b) the specific scientific and technological challenges of establishing a regional GGOS hub for Africa are reviewed. Currently only South Africa has a fundamental geodetic observatory located at Hartebeesthoek, Pretoria. Other countries in Africa have shown interest to participate in global geodetic activities, in particular through interest in the development of a unified African geodetic reference frame (AFREF). In particular interest has been shown in the proposed African VLBI Network (AVN), which will be partially based on existing ex-telecommunication radio antennas. Several countries are investigating their participation in the AVN, including Kenya, Nigeria and Ghana.     

高速传输图像压缩系统设计与实现

介绍一种高速传输图像压缩系统的设计和硬件实现方案。编码方法用一种改进的 SPIHT压缩编码算法 ,基于一片十万门 FPGA实现压缩核心算法的硬件。该系统目前已经实现了对帧尺寸为 1 2 8× 1 2 8,8bpp,帧频为 1 0 0 f/s的连续图像进行高速实时压缩 ,若作优化还可达到更高的帧频 ( >1 5 0 f/s)     

基于实时数据库技术的空间环境 模拟器数据管理平台

针对现有空间环境模拟器试验数据统一管理和试验设备集中监控的难题,文章提出了一种基于实时数据库技术的试验数据管理平台,首次在国内系统级空间环境模拟器研制中引入实时数据库概念,并成功应用于KM7空间环境模拟器中。该数据管理平台将KM7设备各分系统的关键数据信息进行分散采集,统一存储和调用,并通过网络发布。     

高速、大容量遥感遥测数据记录与分析系统

介绍一种基于 SCSI磁盘的高速、大容量卫星数据实时记录与分析系统 ,详细分析系统的设计思想、工作原理、系统性能指标测试和应用情况。该系统可将转输速率最高可达 4 0 0 Mbps的遥感遥测数据直接记录到磁盘中 ,不经过计算机的操作系统及数据总线 ,有效地解决了高速持续数据流磁盘记录的瓶颈问题。系统最大存储量可达 1TB以上 ,事后能对记录在磁盘上的数据进行分析和处理     

卫星遥测数据实时压缩算法设计与实现

为了满足多星并行遥测数据处理和海量数据高并发分析的性能需求，便于后续进行数据挖掘、智能预警，本文提出并实现了一种卫星遥测数据实时压缩算法。针对遥测数据的特点，提出了遥测自适应分类方法，采用改进型RLE（Run Length Encoding，行程编码）压缩和增量压缩结合的算法，结合数据库技术，实现了遥测数据的压缩。在某型号卫星研制项目中，采用了该算法进行数据压缩，统计分析表明：该算法起到了很好的压缩效果。     

一种红外点目标图像高保真压缩方法

针对红外点目标图像的特点,融合目标检测与无损-近无损压缩技术,提出了一种目标-背景分类的高保真压缩方法。将红外图像分成若干子块,对每个子块进行基于"最大中值滤波"背景抑制算法的点目标检测,根据检测结果将图像子块分为包含疑似目标的目标子块和不含目标的背景子块,对目标子块图像无损压缩,对背景图像子块近无损压缩,从而提高红外遥感图像压缩比,降低数据传输量,减轻数据传输压力。实验结果表明:所提的方法与传统全图无损压缩方法相比,能在不损失点目标信息的高保真压缩前提下,使图像压缩比提高40%以上。该方法对星上实时处理系统、红外探测跟踪系统的设计具有一定的理论和工程应用价值。     

运载火箭试验大数据存储架构设计与应用

运载火箭试验产生的数据量呈现出爆炸式增长,主要特点表现为数据种类多、数据密度大、数据持续时间长。传统单机部署和基于关系型数据库与文件的系统架构的不足逐渐显现,不同种类的数据不做区分存储,存储和查询效率低,数据无备份,存在单点故障导致数据丢失的问题,无法满足海量数据场景下的存储计算业务需求。利用大数据技术思想,针对运载火箭存储计算业务的需求,设计出一套运载火箭试验大数据存储架构,并给出了各存储组件的存储模型设计方法。通过实际工程应用表明：该架构具备良好的可靠性、可扩展性和可维护性,是一种切实可行的大数据存储架构设计,能够满足运载火箭试验数据的存储计算等业务需求。     

航天器公路运输包装箱环境监测系统研制

为掌握运输过程中航天器的环境状态，确保过程受控，研制了一套运输环境监测系统，以NI cDAQ和LabVIEW为软硬件平台，设计软硬件架构与软件工作流程，能实现加速度、温湿度、车速多种类型信号的协同监测、实时超差警示与数据回放；并可利用北斗定位实现车速测量，针对高频采集的加速度信号，实现全程低速存储与触发高速存储。在实际运输道路上进行测试验证的结果表明，该监测系统功能完善，满足使用要求。