靶场实时测控软件系统现状与发展趋势

实时测控软件系统是航天测控系统的信息处理中心,在航天任务中担负着实时信息处理、设备数字引导、指挥显示和安全控制等任务。随着计算机与通信技术的飞速发展,实时测控软件系统向信息融合、分布处理、高可靠性和逼真的多媒体显示等方向发展。本文介绍了实时测控软件在航天任务中的地位厦作用,详细阐明了实时测控软件系统的发展历程、系统组成、功能特点和未来的发展趋势。     

临近空间飞行器测控系统的特点和主要技术问题

在与航天测控系统比较分析的基础上,归纳出临近空间飞行器测控系统的特点,并概述了它的等离子体衰减、多径干扰、天基测控通信、多目标测控和低时延实时遥控等主要技术问题。     

多任务分布式异构环境下数据交换实现

针对分布式异构环境下多目标飞行器间状态数据如何实时、高效地进行数据交换的问题,提出了基于全局段的分布式多任务数据交换方法,并提供了持久、实时、灵活、透明的数据管理和访问手段,解决了大型分布式异构环境下多任务测控信息共享和交互问题,帮助测控应用软件方便、实时、透明地收集和控制散布于集群计算环境下各处理机上的任务信息,简化了多目标飞行器协同控制过程。     

遗传算法在弹道数据融合中的应用

目前靶场采用全测元融合滤波的方式确定目标飞行器弹道,为测控设备提供引导信息并为安全决策和指挥显示提供数据支持。随着靶场测控设备种类和数量越来越丰富,而新的试验任务又对实时弹道融合解算精度提出了更高的要求,全测元融合处理能否提供高精度的融合弹道和快速地从海量融合方案中寻找最优的方案是弹道测量数据融合急需解决的问题。本文提出了基于遗传算法的最优融合方案选择方法,利用该方法得到的融合弹道精度优于全测元融合方案,仿真结果表明了方法的有效性。     

基于测控系统的质量信息监测系统设计与应用

在测控试验现场,针对测控设备状态和测控数据的质量信息,采用智能自动监测技术对设备和测控数据进行实时监视以及动态分析,提出了科学的异常判决方法和处理方案,开发了试验质量信息综合分析实时监测系统,实现了测控流程智能化管控、测控信息自动分析处理和质量信息自动化管理。在多颗卫星的跟踪验证中,质量信息监测系统对卫星长期管理的宏参数宏配置下发、标校和目标捕获与跟踪等任务过程能够进行准确监视,可以及时监测到测控数据和测控时间的异常并报警,并能够自动生成任务实施登记表等测控质量报表。实验表明,质量信息监测系统软硬件设计完善、状态监测点设置合理、判读测控事件方法有效。     

实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

基于联邦UKF的多源测控数据融合处理方法

为确保载人航天上升段测控实时外弹道跟踪的精度和可靠性,针对目前测控资源冗余、测量信息利用率低的缺点,结合航天测控的特点提出基于联邦UKF(无迹卡尔曼滤波)的测控数据融合处理方法,并对需要解决的关键技术问题进行了分析。仿真结果表明:采用基于联邦UKF的数据融合方法,外弹道实时跟踪精度提高约30%,解决了弹道优选方法存在阶跳的问题,算法的收敛速度可以满足实时导引的要求。     

飞行器地面测控系统中的虚拟通道技术及其实现

在飞行器地面测控系统中，地面测控计算机与飞行器的测控单片机的数据通信极其重要，其通信硬件及数据传输根据不同的飞行器测控系统而不同，从而引直数据通信软件设计的复杂性。本文提出了一种与测控系统通信硬件无关的应用层数据通道技术，实现了统一的通道接口，屏蔽了不同硬件接口复杂的程序设计细节，大大提高了软件系统的开发效率、可移植性及可维护性。     

基于工作流技术的测控信息会签系统设计

为了解决地面测控中心采用纸质方式会签测控信息工作量大、效率低、多航天器支持能力差的问题,论述了测控信息会签系统的设计方法、实施效果。通过分析载人航天测控信息会签的需求和特点,采用工作流技术对测控数据处理过程进行阶段划分和抽象建模,设计用户、岗位和任务的多对多映射方式,规划层次化的会签流程模板,实施会签流程多层次复用和动态组装,构建基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式跨平台的系统架构,以数据库实时同步为基础,建立对称的实时热备工作模式,设计多任务通用的数据库结构,实现了测控信息的在线会签。实际应用表明,基于工作流技术的在线会签系统大幅缩短了测控数据处理周期,提高了航天器上行控制效率,有较高的推广价值。     

微机实时测控技术在X型机机动襟翼伺服控制系统装前试验中的应用

随着计算机技术的迅猛发展，以微机为核心的实时测控技术得到了广泛应用。Ｘ型机机动襟翼伺服控制系统的装前试验实现实时测控、事后处理的自动化过程便是成功一例。本文介绍了该实时测控系统的组成、功能、硬件设计和软件编程，由此能够对该系统的工作过程有一个全面而详细的了解。     

基于联邦卡尔曼滤波的测量船导航信息处理方法

为了提高航天测量船导航系统提供的位置、姿态及速度的精度,以满足飞行器测控的特殊要求,从信息融合的角度进行分析,针对多传感器信息融合技术在工程中的应用作进一步探讨,提出了基于信息融合技术的组合导航方案,构造了INS／CNS／GPS／DVL组合导航系统滤波体系结构,构建了误差模型,阐述了融合算法。仿真及实测数据证明,设计的联邦滤波器可以充分利用各种冗余信息,提高导航的数据精度。     

测控信息自动监视报警系统的研究与开发

从测控任务实际出发,对测控站测控信息异常情况进行总结和分类,提出了科学、合理的数据异常判决方法。开发了测控信息自动监视报警系统,对测站测控信息进行实时监视、显示和异常情况报警,并将语音报警提示接入测站调度系统,实现了对测站测控数据的全程自动监控。     

实时高可用测控集群关键技术研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,构建了一种基于集群计算平台的实时、高可用测控系统,在此基础上提出了一主一备双工热备节点的分布式集群管理控制模式,即在系统运行过程中任务除在一个节点上进行处理外,另一节点同时运行该任务处理(但不输出处理结果),在此基础上设计了任务故障监测的心跳机制、任务故障迁移和恢复的分配方法。通过实验证明,该方法能在一个处理周期内发现任务故障,并实现故障任务的迁移和恢复,不仅减少了系统建设成本,而且缩短了故障任务迁移和恢复时间,提高了测控系统的实时性、可靠性。     

基于Kohonen网络的动目标实时定位融合算法

为完成对动目标的实时定位测量,有效减小测控装备组网测量实时跟踪定位误差,在建立多定位子系统组网混合式融合结构模型的基础上,利用Kohonen网络的自组织特征映射模型特点,确定各组交会数据的权值,并将其输入1个Kohonen网络进行在线竞争、融合求得目标的位置信息,增强了目标实时位置信息的连续性、完整性,减小了实时定位误差。     

信息融合技术的现状与靶场测控的未来

作为一门新兴学科，信息融合技术在西方发达国家已取得了长足发展和丰硕的军事应用成果，而我国则刚刚起步，特别是在航天测控领域尚未开展系统性的研究。本文综述了信息融合技术的研究内容、发展现状和面临的问题；分析了靶场测控技术特别是数据处理的发展方向。展望了信息融合技术在未来高精度靶场测控中的应用潜力和研究价值，并以一个简单明了的例子说明信息融合方法的不同，测控精度将截然不同。     

基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统

导弹试验实时测控系统是空空导弹制导系统半实物仿真试验平台的主要设备之一,服务于新型导弹的研制、试验、优化和评估。系统采用RTX实时开发技术,克服了Windows系统实时性差的局限性,解决了测控系统实时与非实时任务兼容处理难的问题,实现了空空导弹半实物仿真试验的实时仿真和实时测控。系统利用RTX子系统的开放性,重新开发了所用仪器板卡在RTX环境下的驱动程序,实现了应用程序的设备无关性,提高了导弹试验验证的有效性和系统性。     

空天地一体化飞行器测控通信网技术探讨

未来对飞行器的测控已从单一的航天测控通信发展到对中低空的无人机、高空及临近空间的飞行器、卫星以及深空探测的航天器等飞行器的测控与通信体系结构。针对空中及空间飞行器系统对空天地一体化测控通信网络的需求,提出了利用宽带通信导航链路进行组网的总体思路,对其系统体系结构以及相应的关键技术进行了简要介绍。     

分布式测控环境下的实时通信研究

面向服务于航空试验的测控系统，提出了通过构架分布式测控环境的方法实现航空测控系统集成的构想，分析了航空试验测控系统中实时通信的特殊性，设计了基于以太网络的实时通信协议，并在此协议之上实现了分布式测控环境下的实时通信服务。     

航天测控实时应用软件系统发展初探

本文回顾了测控实时软件的发展历程，总结了测控实时软件的特点及发展中存在的问题，提同了提高测控实时软件开发效率和质量，扩大测控软件功能的出路在于：逐步实现测控实时软件开发自动化；引进先进技术增强和扩大测控实时软件功能，为此，本文提出实现测控软件开发自动化的途径以及引进多媒体及专家系统技术增强和扩大系统功能的初步设想。     

基于数字地图预处理的低空突防航迹规划

为保证飞行器能够实现所规划的航迹,研究了将地形及飞行器性能等信息融合构造虚拟地形表面的数字地图预处理方法,包括数据插值具体步骤和地形平滑处理方法。通过设计综合地形跟随、地形回避、威胁回避(TF/TA2)的目标函数,对最小威胁曲面进行转化,提高了实时航迹规划的速度,采用微分进化(DE)优化算法,实现了三维TF/TA2最优实时航迹规划。仿真结果表明,此地图预处理和实时航迹规划算法是有效可行的。