低轨卫星互联网技术架构及地面验证方法

为了满足全时段全地域高速数据速率需求以及应对各国对空间资源日益激烈的竞争，被列入新基建范畴的低轨（Low earth orbit， LEO）卫星互联网已成为最具前景的解决方案之一。基于“通导遥一体化设计”理念，本文提出一种以“星间组网+星上处理+跳波束”为主要特征的系统技术架构。该架构对星间激光通信、高速星上路由处理、宽带跳波束等各项关键技术进行分析，并给出一种针对包含首颗发射卫星的低轨卫星互联网的地面试验验证方法。本文提出的卫星网络体系结构、关键技术解决方案和在轨验证结果，对我国卫星互联网的建设和发展具有有益的探索和借鉴意义。     

基于OPNET的低轨卫星的点波束确定算法(英文)

低轨道卫星通信网络具有低时延的全球覆盖优势。文中提出了一种新的低轨卫星的波束判断方法。该方法首先需要确定用户是否在中心波束,如果不在中心波束,通过两个步骤确定用户所在的边缘波束:第一步采用二维波束算法;第二步采用三维波束算法。基于这些算法,在OPNET平台上实现了具有动态节点和网络协议的铱星通信仿真系统,并获得仿真结果。结果显示,最长可视时间准则明显增加了卫星服务的时间,并且验证了波束宽度模型的应用。     

地基雷达测量精度自鉴定技术

精度鉴定是保证雷达有效工作的重要保证，目前我国的雷达精度鉴定方法都是硬比方法，鉴定周期较长、协调工作量大。针对该问题，提出了一种通过跟踪一般低轨卫星实现地基雷达测量精度自鉴定的方法，设计了采用自鉴定方法校准雷达测元零值的技术方案，明确了数据处理流程，给出了关键数学模型。通过无噪声仿真验证证明了本文方法的正确性和有效性，通过有噪声仿真验证发现了测元随机误差与估计轨道参数间的相互影响和耦合效应，为后续工程应用和技术改进积累了经验。     

基于图像位移的低轨卫星自主导航技术

利用高速相机测得的地面图形相对卫星的位移,结合星敏感器测得的姿态信息,基于卫星相对地面的速度是一个非线性变化过程这一事实,实现低轨卫星的自主导航.相对于传统的陆标识别自主导航,该方法不需识别地面物体或景象,只需利用图像之间的位移关系,经相关性分析后,便可获得卫星相对于地面的速度信息.因此,不需要存储地面物体或景象的先验信息,故减轻了存储负担.文中还构建了系统的状态方程和量测方程,采用卡尔曼滤波器进行信息滤波.仿真分析显示,该系统具有较好的自主导航精度,可以应用于低轨卫星的自主导航.     

GNSS/SINS组合SAR运动信息传感器

提出一种不依赖于机载主惯导的SAR运动信息传感器方案，即改进的基于GNSS／SINS组合运动系统。在成像期间．输出以纯惯性为主的导航信号．以保证较高的相对定位精度。而GNSS／SINS组合．则保证了长时间的绝对定位精度。本介绍了这种运动传感器的原理和数学模型等，并对实验结果作了分析。多次实验表明，本提出的基于GNSS／SINS的运动传感器具有很高的精度，完全满足了SAR成像的精度要求．特别适用于没有主惯导或主惯导精度较低的场合。     

GPS+BDS组合的实时定轨技术

为了改善卫星几何分布,提高低轨（Low earth orbit, LEO）卫星实时定轨的精度与可靠性,提出了北斗卫星导航系统（Beidou navigation satellite sy stem, BDS）与全球定位导航系统（Global positioning system, GPS）组合模型。组合模型基于加权最小二乘法（Weighted least square, WLS）,利用伪距观测量建立观测模型,实时估计LEO卫星位置。目前,LEO卫星尚未装备星载BDS+GPS双模接收机,为验证算法可行性,利用GPS/BDS卫星星历文件与STK软件仿真生成实验数据。实验结果表明,BDS+GPS组合模型较GPS系统模型精度至少提高26%。     

低输入电压大功率逆变器技术研究

分析了低压静止变流器的几种技术方案，这些方案均难以做到大功率应用。提出了采用移相调压技术的阶梯波合成逆变器方案，可有效地解决低输入电压大功率逆变器的技术难点。文中介绍了该方案的原理，建立了系统的动态分析模型，给出了参数设计方法。试验结果验证了方案的合理性和分析设计方法的正确性。采用本文方案研制的28V输入20kVA逆变器．具有优良的稳态和动态性能。     

一种基于虚拟参考站的低轨双星时差频差精密修正方法

为了解决低轨双 星时差（Time difference of arrival, TDOA）、频差(Frequency difference of arrival,FDOA)定位精度低这一问题，提出了一种应用虚拟参考站（Virtual reference station，VRS)技术来实现对低轨双星TDOA/FDOA进行精密修正的方法。该方法利用合作辐射源在未知辐射 源附近建立一个物理上并不存在的虚拟参考站，然后再利用此虚拟参考站修正未知辐射源 的时频误差。通过仿真分析，VRS处虚拟时差构建误差比虚拟频差构建误差要小，并且VRS对 未知辐射源TDOA/FDOA系统误差的修正精度分别可以达到97%和95%。利用修正后 的时频差 对未知辐射源定位，其定位精度相对于未修正前有极大的提高。     

基于模糊调节无迹卡尔曼滤波器的地磁定轨研究（英文）

地磁定轨系统适合于对仪器复用率要求高的微纳卫星使用。考虑到地磁定轨系统的性能受限于地磁偏差,本文设计了模糊调节器,并构建了模糊调节无迹卡尔曼滤波器。将地磁偏差建模为随机游走,并将其变化率作为调节器的输入量,经模糊处理后,自适应调节滤波器的参数。SWARM-A卫星的实测数据实验表明,该算法可有效提升地磁偏差的估计精度,从而提升地磁定轨系统的性能。相较于传统的无迹卡尔曼滤波器,该算法的收敛速度更快,精度也更高,其位置误差均方根值为3.1 km.     

GNSS的干扰探讨

GNSS的干扰影响了GNSS作为星在导航系统的应用。讨论了GNSS波段内和波段外的干扰、人为干扰和多径干扰，具体分析了消除和减小干扰的方法。     

A Generic Plug-and-Play Navigation Fusion Strategy for Land Vehicles in GNSS-Denied Environment

Achieving accurate navigation information by integrating multiple sensors is key to the safe operation of land vehicles in global navigation satellite system(GNSS)-denied environment. However,current multi-sensor fusion methods are based on stovepipe architecture,which is optimized with custom fusion strategy for specific sensors. Seeking to develop adaptable navigation that allows rapid integration of any combination of sensors to obtain robust and high-precision navigation solutions in GNSS-denied environment,we propose a generic plug-and-play fusion strategy to estimate land vehicle states. The proposed strategy can handle different sensors in a plug-and-play manner as sensors are abstracted and represented by generic models,which allows rapid reconfiguration whenever a sensor signal is additional or lost during operation. Relative estimations are fused with absolute sensors based on improved factor graph,which includes sensors' error parameters in the non-linear optimization process to conduct sensor online calibration. We evaluate the performance of our approach using a land vehicle equipped with a global positioning system(GPS) receiver as well as inertial measurement unit(IMU),camera,wireless sensor and odometer. GPS is not integrated into the system but treated as ground truth. Results are compared with the most common filtering-based fusion algorithm. It shows that our strategy can process low-quality input sources in a plug-and-play and robust manner and its performance outperforms filtering-based method in GNSS-denied environment.     

弹上电子产品起飞前工作时间折算研究

基于MIL-STD-810F等效公式,给出了弹上电子产品在导弹发射前通电工作时间折算为飞行任务时间的环境因子计算方法;论述了因发射前振动量级极小,发射前工作时间可以忽略不计;提出了加速试验方式,使高可靠性、长时间工作电子产品可靠性试验验证成为可能。     

6-TPS并联平台型数控铣床结构参数的标定方法

介绍了6-TPS并联平台型数控铣床的一种结构参数标定方法.借助于工作台上的辅助工艺孔及标准量块,采用加权分类隔离的标定方法,将结构参数分为若干类进行标定,在并联工作台的结构参数标定过程中,采用了改进后的共轭梯度法,提高了标定效率.主要分析了刀具位姿参数及并联机构结构参数的标定方法,通过标定实例验证了标定方法的有效性.     

基于Web Services的并联机床制造服务系统

针对并联机床加工曲面零件的优势与目前并联机床未得到广泛应用之间的矛盾,开发了并联机床的制造服务系统。该系统将并联机床原有制造系统中的后置处理功能封装成Web services,包括编译、工作空间计算、干涉校验和运动学变换,应用面向服务的架构使并联机床的制造服务与异地制造企业协同工作,并给出了此架构下该系统的工作流程和功能模块。实例说明,应用Web services和面向服务架构的制造服务系统与传统的分布式系统相比,具有易集成性、松耦合性及易操作性,可以为企业减少成本、提高效率。     

网格移动定位服务及关键技术

分析了网格移动定位服务的技术定位。在分析当前移动定位服务应用模式不足的基础上,提出了网格移动定位服务的应用模式,并基于移动定位服务的产业链,构建了网格移动定位服务的体系结构。深入研究了面向网格移动定位服务的元数据服务、资源代理服务以及资源副本服务三个关键技术。实现了基于网格移动定位服务的公交导航服务,并阐述了网格移动定位服务的应用前景,故对未来移动定位服务的应用提供理论和技术参考。     

潜射无人机发展现状及其关键技术

介绍了国外潜射无人机的发展现状,潜射无人机与其他无人机最大的不同点及其技术难点是其发射技术、涉及发射装置设计技术和无人机翼面折叠技术等.针对潜射无人机干式发射和湿式发射等不同发射技术的特点及其适用性进行了研究分析,并对其他关键技术如回收技术、动力装置技术、数据链路技术等进行了分析.     

潜射无人机发展现状及其关键技术

介绍了国外潜射无人机的发展现状,潜射无人机与其他无人机最大的不同点及其技术难点是其发射技术、涉及发射装置设计技术和无人机翼面折叠技术等.针对潜射无人机干式发射和湿式发射等不同发射技术的特点及其适用性进行了研究分析,并对其他关键技术如回收技术、动力装置技术、数据链路技术等进行了分析.     

C波段脉冲多普勒天气雷达接收系统的仿真设计

本设计主要基于全相参脉冲多普勒体制,并对气象雷达接收系统的部分组件进行了仿真设计和可靠性分析。难点是涉及的知识面广,专业领域包含雷达、结构、气象和电子等专业,设计难度高,特别是指标的分配与计算复杂。设计方案是在现有技术的基础之上,接收系统尽可能采用成熟的设计,并给出系统主要指标及一些组件的设计方案。设计的目标是得到C波段金相参多普勒天气雷达接收系统设计方案。     

基于Internet的远程FMS故障诊断系统研究

柔性制造系统是综合了机械、电子、管理、自动控制、计算机等先进的机电一体化制造系统。它组成的设备多、控制复杂，因而系统故障处理的难度高，能否实现快速的故障诊断和处理将影响ＦＭＳ的推广和应用。文中运用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中基于Ｗｅｂ的数据库技术探讨了如何对ＦＭＳ故障进行异地、多专家协同参数的可行性，提出了基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ报远程ＦＭＳ故障诊断系统的基本结构和功能。