基于Kubernetes的航天地面应用软件架构设计与实现

为了满足航天地面应用软件功能组成日益复杂、资源动态重组、系统可用性要求越来越高等新需求，采用微服务架构思想并结合容器轻量级的特点，设计并实现了一套基于Kubernetes微服务管理的航天地面应用软件架构，详细介绍了微服务划分和部署、服务发现和负载均衡、服务动态更新以及服务高可用等关键功能并进行了关键性能测试。测试结果表明，架构有效提高了复杂化的航天地面应用软件的可用性、可复用性和资源利用率，极大地降低了软件开发和运维成本。     

软件缺陷管理技术在测控系统软件中的应用实践

软件缺陷管理是提高软件质量和软件开发效率的重要技术途径之一。基于地面测控系统中软件缺陷的基本概念,详细介绍地面测控软件缺陷管理的思想和方法,给出软件缺陷管理体系结构的分析和设计,并对软件缺陷管理在地面测控系统软件中应用实践情况进行总结和分析。指出软件缺陷管理系统应用的不足与需要解决的问题。实践中,软件缺陷管理系统对于提高团队开发效率和软件产品质量效果明显。     

遥测装备智能运维系统的研究与工程化实现

随着航天发射和在轨航天器管理任务的不断增加，为支撑各类测控需求，遥测站数量越来越多，测控系统越来越复杂。为了从整体降低对遥测任务及遥测装备的运维管理成本，提升运维信息的应用能力，为各类角色用户提供有效全面的信息支撑，需要建立体系化的遥测装备智能运维系统。构建多级智能化运维体系，通过现代化信息感知和传输技术实现装备信息的多维度快速获取、感知和汇聚，全局性掌控战斗资源，建设运维中心及信息处理平台完成数据的智能融合处理，通过对各装备、各时段数据的比较，关联挖掘信息，深层次利用运维数据，实现资源全景展示、装备状态监视与智能维护、运行效能评估、态势分析与预测等能力，为遥测资源和战斗力部署调度提供直接全面的决策支撑。     

通用化卫星测控地面测试系统设计

卫星测控地面测试系统的通用化设计对于卫星测控分系统研制试验手段的完善和整星测试水平的提高具有重要意义。对卫星测控地面测试系统的发展过程和设计需求进行了描述和分析,提出了利用通用测试仪器集成卫星测控地面测试系统的设计思想,并结合实践五号S频段测控地面测试系统的设计,论述了覆盖S频段和C频段的通用化测控地面测试系统的设计方案。     

基于4G体制的LEO卫星移动[JZ]通信系统构架设计

随着卫星通信技术的进步、国家利益的全球拓展和国内外商业卫星移动通信需求的不断增加，LEO卫星移动通信系统已成为全球当前研究和发展的热点。文章提出一种基于地面4G网络体制的LEO星座系统构架，从体制分析、隧道传输、网络协议接口映射与业务承载等方面进行了详细论述。通过将系统划分为接入网、承载网和核心网，并在承载网中采用隧道传输技术，解决了用户终端复杂的IP地址切换和管理问题；通过用户链路星上资源池映射和接口转换协议的设计，解决了系统的业务传输承载中用户终端识别与数据定向问题。新的低轨卫星通信系统网络架构设计，有利于降低系统设计和实现的复杂度，便于实现与地面主流移动通信网络和Internet的互连互通，可为我国现阶段低轨卫星通信系统发展提供参考。     

基于灰色系统理论的测控设备状态预测算法研究

随着在轨航天器数量的增加,为支持航天器的可靠运行,地面测控设备需长期处于加电状态,这对设备状态检测与维护管理带来较大难度.提出两种基于灰色系统理论的GM和Verhulst测控设备状态预测模型,采用数据平滑和背景值改进等措施,对地面测控设备状态预测模型进行优化,有效提高了预测精度,并通过实例分析,梳理了两种预测模型的适用...     

适应空间任意姿态指向的天文卫星测控分系统设计

硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星具有在轨姿态任意无固定对地面、持续高精度系统时间要求等特点,常规的统一S频段(USB)测控设计和全球定位系统(GPS)接收系统设计难以满足卫星需求。文章提出了高全向覆盖的USB测控系统与基于射频合路方案的星载全空间可见的GPS接收系统方案设计及验证方法,介绍了测控分系统设计、技术特点,并给出了地面和在轨测试验证结果。以较低研制成本,简单的在轨测控实施需求,实现了任意对地姿态条件下卫星USB子系统的可靠测控和GPS子系统的在轨连续可靠定位。     

基于APP的卫星地面遥控系统安全性设计

目前,我国绝大部分卫星的遥控指令上行操作必须在专用测控网内进行,当卫星发生在轨异常时,相关支持人员必须赶赴测控中心现场进行集中处置,非工作时段时效性较低,不利于紧急情况下的异常快速处置.对基于APP的卫星地面遥控系统安全应用方案进行了研究和设计,旨在为我国未来卫星高效运行管理提供一种新的手段,通过原型系统的仿真测试,验...     

航天器环境模拟试验工艺循环水远程监控系统的设计与分析

文章基于航天器环模试验工艺循环水远程监控系统的测控需求,从应用环境、开放性和可靠性等方面对常见的工业现场控制测控网络进行比较分析,选择基于工业以太网的PLC控制网络进行系统构建,并在此基础上设计了该远程监控系统的拓扑结构,以及主回路和用户端的监测、控制系统构架,在满足测控需求的同时提高循环水远程监控的自动化水平。     

面向应急管理的天基系统需求与构建设想

针对应急管理对天基系统提出的增强现场灾情信息传递保障能力和尽快完善天空地一体化应急观测体系的需求,在分析天基系统应具备的先进感知使能、通信使能、导航定位使能及智能使能基础上,提出了我国天基应急管理支援体系构建设想。通过发射中轨观测系统、高分光学强机动星座,以及增加地面机动测控数传站,加强和完善灾害应急遥感观测能力;通过天地一体化应急管理云平台实现灾情观测数据的处理和分发。为了尽快实现天基应急管理支援体系建设,提出应发展高、中、低轨协同的天基通信、导航、遥感卫星的建议。     

智能天地一体化网络的卫星跟踪测控技术综述

随着卫星互联网和我国航天测控技术的不断进步,航天测控网络朝着智能化、一体化的方向发展,在自主测控、资源分配等方面进展良好。因此,建立智能天地一体化的航天测控网是我国航天未来发展的重要目标。针对智能航天测控网中的跟踪测轨、遥测和遥控三个方面,分别介绍了相关原理与技术。同时,结合CCSDS提出的空间数据链路标准协议详细介绍了TM、TC、AOS、Proximity-1以及USLP标准,分析了不同标准所使用的技术与实际应用。本文从数据链路层和物理层的角度介绍了智能航天测控系统的工作原理及技术要求,为我国智能天地一体化卫星测控通信网的研究提供参考并予以展望。     

Study on TT&C resources scheduling technique based on inter-satellite link

The navigation constellation will have the capability of supporting Tracking Telemetry and Command (TT&C) operations by inter-satellite link (ISL). The ISL will become an important solution to reduce the shortage of ground TT&C resources. The problems need to be studied urgently in the field of space TT&C network resources scheduling management are how to determine the availability of ISL and how to allocate TT&C resources of ISL. The performance and scheduling constraints of navigation constellation?s ISL are analyzed, and three utilization strategies of ISL to perform TT&C operations are proposed. The allocation of TT&C resources based on ISL falls into two successive phases. Firstly, master satellite determination equation is established by using 0–1 Programming model based on the availability matrix. Mathematical method is used to solve the equation to determine the master satellite and the topology of ISL. Secondly, Constraint Programming (CP) model is used to describe the ground TT&C resources scheduling problem with special requirements of TT&C operations based on master satellite, and a heuristic algorithm is designed to solve the CP model. The equations and algorithm are verified by simulation examples. The algorithm of TT&C resources scheduling based on ISL has realized the synthesized usage of both the ISL and ground resources on TT&C field. This algorithm can improve TT&C supports of territorial ground TT&C network for global navigation constellation, and provides technical reference for the TT&C mission planning of global constellation by using ISL.     

应急常态化的测控网资源调度管理模式研究

随着在轨卫星数量的迅速增加,卫星应急测控需求的立即响应已趋于常态化。为更好地满足应急常态化条件下航天测控网资源调度系统的高时效性要求,提高应急任务满足率,文章分析了传统应急条件下资源分配方法所存在的问题,对应急常态化的资源申请框架进行了完整重构,并针对该框架中的任务非全弧段分配、合作博弈及优先级模型等关键技术进行了深入研究,使得资源的使用更加合理,可有效提高应急申请的响应时效。     

一种网络化卫星测控系统多址接入算法研究

大规模低轨卫星星座的出现，对地面测控系统提出了更高的要求，这使得网络化测控技术成为了各国研究的重点技术。本文针对低轨卫星网络化测控系统的接入问题进行了研究。首先，概述了传统低轨卫星星座发展历程及多址接入技术需求背景；然后，在分析传统CSMA（Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问）与TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）接入技术性能的基础上，提出了一种自适应接入方案，使得网络化测控系统在负载量较高或较低时都具有良好的网络性能。本文通过仿真验证了自适应接入技术在系统时延、吞吐量以及信道利用率上的优越性。     

大面积三维场景中的无人机碰撞检测快速算法

无人机实时监控与驾驶员模拟训练系统的三维可视化子系统具有计算无人机与其他物体 (包括山脉、树木、建筑物等 )碰撞可能性、具体碰撞点、碰撞方向和碰撞力量的功能。但无人机测控系统中的三维场景可视面积很大 ,场景中的物体数量庞大 ,至使碰撞检测的运算量很大 ,因而会大幅度降低三维场景的实时性。因此 ,设计快速有效的碰撞检查算法十分必要。作者设计的快速算法快速有效 ,效果良好     

高精度星地测距的多址干扰并行对消技术

目前，在航天测控系统中广泛采用扩频体制，但随着多通道扩频技术和多站测距系统的发展，测控系统面临的测量环境越来越复杂，对伪距测量精度产生较大影响。其中，多站测距系统中存在的强信号干扰和多址干扰，会导致测距精度下降。本文提出了一种基于并行干扰对消的高精度星地测距技术，通过信号处理重构和对消接收信号中的干扰信号，得到纯净的期望信号，从而抑制码分多址带来的测量误差，以提升测量精度，并通过仿真和试验验证了算法的可行性和优越性。     

一种天基信息支援测控保障能力快速评估方法

天基信息支援的高实效性对测控保障能力提出了严格要求,针对测控保障能力的快速评估问题,提出了一种基于层次分析法的快速评估方法。首先,依据时序和事件逻辑匹配一致性原则,将整个评估流程拆解为天基信息支援对测控需求确定、评估数据收集、制定评估指标和标准、分析评估数据、提供评估反馈和建议5个步骤,并基于拆解步骤项,确定了评估实施流程,设计了评估层级结构模型,提出了评估方法。然后,依据独立性原则确定了评估指标和标准,采用综合赋值法确定了指标权值,得到归一化评估结果,并确定不同标准对应的决策建议。最后,通过实例验证表明,方法能够快速完成测控保障能力评估,并提供对应的合理处置决策建议,可为天基信息支援的辅助决策快速提供有效依据。     

Integrated RF-optical TT&C for interplanetary telecomms

Science return and high bandwidth communications are one of the key issues to support the foreseen endeavours on next generation missions [J.L. Gerner, Telemetry, tracking and command of satellites—a perspective, TT&C 2004 Workshop, 7–9 September 2004]. Interplanetary telecommunication systems are required that support the foreseen endeavours. Given the same constraints in terms of mass, power and volume a laser communications terminal can offer an increase in telemetry bandwidth over classical RF technology allowing for a variety of new options, specifically to missions that require large distances, such as to the Moon, to liberation points L1 and L2, ultimately aiming at deep space missions. An increase in telemetry data rate allows the mission to consider the processing of raw scientific data to take place on ground, making use of latest technology further developed during the cruise phase of the probe, rather than applying data pre-processing on-board the satellite. Enhanced sensing techniques that generate more science data return could be used and access to data during flight could be faster. Results of on-going activities will be presented, comprising PPM laser communications and advanced tracking concepts. An overview will be given of the system concept for an integrated RF-optical TT&C transponder. Results will be shown from hardware tests on communications performance in inter-island test campaigns.