基于虚拟寄存器的控制流错误检测算法

控制流故障是航天软件系统必须面对的一个重要故障类型。提出一个基于程序基本块模型的算法CFCVR（Control Flow Checking Basedon Virtual Register，基于虚拟寄存器的控制流检测）对程序控制流进行检测。它首先通过虚拟寄存器分配算法获得虚拟寄存器，然后基于这些虚拟寄存器添加特定的控制流28．7％的性能代价和平均检测指令。这些指令可以检测模块间的控制流错误，所有工作都是在汇编源程序上完成的。实验表明CFCVR会引入平均31．3％的存储代价，而对于控制流错误检测率平均为97．1％，优于目前已存在的各种方法，能够提高航天软件容错能力和可靠性。     

采用有限状态机实现控制指令的可靠检测

采用有限状态机设计了一种控制指令检测方法,确保发动机工作状态的可靠控制。介绍了控制指令特征及检测要求,提出了基于有限状态机的检测方法,说明了软件设计,并给出了测试、验证方法及结果。有限状态机模型有助于解决复杂的实时性问题。     

运载火箭故障检测序列优化

针对运载火箭故障检测序列优化这一新问题,建立数学模型并提出基于离散粒子群算法的故障检测序列优化方法。该算法通过测试集优化获得优选测试集,再通过检测序列优化对优选测试集中测试进行排序,获得优化的故障检测序列。最后以运载火箭时序控制系统为对象进行了验证,结果证明,基于离散粒子群算法的故障检测序列优化方法能够在保证故障状态全覆盖的前提下减少测试数量及成本,大大提高测试效率,且相较于遗传算法具有更好的优化性能和计算效率,适用于运载火箭故障检测序列优化。     

基于YOLOv5的近岸SAR舰船目标检测方法

由于类似舰船的陆地目标的干扰和舰船的紧密排列,基于合成孔径雷达(SAR)图像的近岸舰船检测会出现较多漏检和误检,提出了一种基于YOLOv5网络的近岸舰船的检测方法。为提高近岸背景下的检测精度,使用了注意力机制模型和CSL的技术用于改进网络;分析了YOLOv5网络、注意力模型和CSL算法,基于YOLOv5进行了检测实验,引入注意力模型来改进网络;结合CSL算法,重构了YOLOv5旋转检测网络。通过调整训练参数和改进注意力,近岸目标检测网络的测试结果达到mAP 80%以上,证实了CSL+YOLOv5算法实现旋转检测的可行性。     

顾及样本优化选择的机器学习云检测研究

针对云层日变化、云类型、云相态、云光学厚度等特征差异带来的光谱差异,导致传统阈值算法对云识别精度不高的问题,文章提出了一种顾及样本优化选择,耦合物理阈值方法和机器学习的云检测算法模型,利用“葵花8号”卫星（Himawari-8）数据进行日间云检测。通过样本优化选择,使样本中尽可能包括不同情形下的云特征,为机器学习模型提供良好的样本基础,增加模型泛化能力;同时输入特征除了考虑反照率、亮温、亮温差以及天顶角等因素外,还加入了基于反照率和亮温差的物理阈值方法云识别结果;最后基于极限随机树模型进行云检测。结果表明：模型云检测交叉验证精度为96.41%,总漏检率和总虚检率分别为2.08%和0.91%;通过云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测（CALIPSO）产品数据进行对比分析,结果显示云检测总体精度为97.1%。     

考虑传感器故障检测能力的PHM系统传感器优化配置方法

传感器优化配置是航空航天设备PHM系统功能得以有效实现的基础和保证。针对目前传感器配置研究中未考虑传感器实际属性的问题,建立了考虑传感器故障检测能力的PHM系统传感器优化配置模型。首先分析了系统故障-传感器相关性矩阵的含义,将传感器的故障检测能力和相关性矩阵相结合,以概率形式描述了传感器对故障的检测性能。在此基础上根据系统的测试性指标要求建立传感器优化配置模型,并采用混沌二进制粒子群优化算法求解。仿真实例结果表明,本文建立的优化模型更加符合实际情况,配置结果更加准确和可靠。     

一种新的星载自动识别系统检测概率计算方法

针对现有星载AIS检测概率计算方法没有考虑不同解调算法对检测结果影响的问题,提出了一种基于泊松分布船舶检测模型的星载AIS检测概率计算方法。该方法首先计算混叠信号功率差和频差的联合概率分布,以及算法的解调概率,进而将两者相结合得到表征算法能力的关键参数,代入AIS检测概率模型进行计算,可使得原有模型具有适应不同解调算法的能力。仿真表明该方法可有效应用于实际工程的评估,对星载AIS的系统设计有重要的参考价值。     

基于YOLO智能网络的红外弱小多目标检测技术

复杂背景下的红外弱小多目标检测是红外目标检测的难点,现有算法的稳健性难以满足实际弹载应用需求。针对弹载环境下的红外场景图像开展了基于典型深度学习网络模型的目标检测应用研究,提出一种基于YOLO(you only look once)网络的智能目标检测方法,通过高维特征学习表征和推理实现红外弱小多目标检测。采用传统的模板匹配算法和YOLO深度学习算法进行识别性能对比分析,验证了YOLO网络在红外弱小多目标检测方面的良好性能。实验结果表明:YOLO算法的检测概率可达92.2%,平均检测精度为0.844,与传统的模板匹配方法相比,YOLO具有明显的优势。     

基于EM算法的InSAR区域网连接点检测

本文提出一种基于期望极大化(EM)算法的干涉测量合成孔径雷达(InSAR)区域网连接点(TPs)检测新方法。利用混合模型将TPs检测问题归结为缺损数据下的最大后验概率(MAP)估计和最大似然(ML)估计,并将特征描述符的匹配概率融入到算法框架中,最后通过EM算法实现变换矩阵和点对应同时求解。同航带相邻SAR影像和相邻航带相邻SAR影像的实验验证了方法的有效性。     

基于扩展块的星载软件控制流容错评价方法

空间环境因素引发的星载软件瞬态的控制流错误可能对系统执行效能造成严重影响,为避免容错算法存储开销和执行开销给系统带入过多的计算压力,提出在容错算法开销和所取得的系统的可靠性提升上取得一定折衷,这是星载软件可靠性设计的合理方向。设计了一种适合于弹性添加容错代码的容错方法:扩展块数字签名的控制流检测方法ESCFC(Extend block Signatures for Control Flow Checking)。由空间高能粒子的实验结果和在轨实测结果为系统可靠度建模,提出了算法开销和可靠性效能提升的平衡关系的工程参考和理论依据。定性分析和模拟,充分说明了将该方法运用于航天工程的可行性。     

卫星能源约束检查模型改进及仿真

卫星能源约束检查模型对卫星任务规划有重要参考作用,可防止因能源不足而导致卫星故障或任务不能顺利完成。现有的能源约束检查模型存在部分问题:人为设定计算初始值,导致计算不准确;能源约束检查不通过时未给出符合能源约束的任务调整建议,导致任务不能快速调整;未对计算误差进行校正,导致误差积累。对此,提出了一种改进的能源约束检查模型,在原有模型中加入能源数据库对卫星运行的能源数据进行记录,从而准确获取初始值,并在模型中加入任务调整和遥测校正功能。该模型可实现能源约束计算自动管理及任务自动调整功能,缩短任务规划周期,提升紧急任务的执行效率。对改进的模型进行仿真,结果表明:模型预测结果与预期值相符,任务调整和能源校正功能实现良好,能实际应用到运控系统中进行规划任务能源约束检查和能源管理。     

FPGA运算单元单粒子错误的Berger/余数联合结果校验法

针对空间环境中FPGA局部功能运行的重要运算模块受到单粒子效应的威胁,提出了Berger/余数联合结果校验法的加固设计方法。通过分析指出,由于Berger结果校验所需的进位链在FPGA中不易获取,加法、减法、乘法运算的正确性利用余数校验法检测,其它运算结构利用Berger结果校验法检测。给出了联合结果校验法的思路和逻辑实现方法,并分析了该方法对FPGA资源和速度性能的影响。单粒子故障仿真注入实验结果表明:对于VirtexII系列FPGA运算单元的单粒子效应故障,Berger/余数联合结果校验法的单粒子效应故障检测概率达到99.8%,引入的资源增加为10～40个SLICES,运算速度降至50～100MHz。     

死刑复核程序之功能及其完善

死刑复核程序是我国独有的一道针对死刑适用而设立的程序,从司法层面来说有着不容忽视的功能。本文以死刑复核程序的功能定位入手,立足于最高院统一收回死刑核准权,对死刑复核程序进行分析并针对死刑核准权收归最高院的决定对死刑复核程序的完善提出建议。     

死刑复核程序之功能及其完善

死刑复核程序是我国独有的一道针对死刑适用而设立的程序,从司法层面来说有着不容忽视的功能.本文以死刑复核程序的功能定位人手,立足于最高院统一收回死刑核准权,对死刑复核程序进行分析并针对死刑核准权收归最高院的决定对死刑复核程序的完善提出建议.     

Intelligent fault-tolerant control for swing-arm system in the space-borne spectrograph

Fault-tolerant control (FTC) for the space-borne equipments is very important in the engineering design. This paper presents a two-layer intelligent FTC approach to handle the speed stability problem in the swing-arm system suffering from various faults in space. This approach provides the reliable FTC at the performance level, and improves the control flow error detection capability at the code level. The faults degrading the system performance are detected by the performance-based fault detection mechanism. The detected faults are categorized as the anticipated faults and unanticipated faults by the fault bank. Neural network is used as an on-line estimator to approximate the unanticipated faults. The compensation control and intelligent integral sliding mode control are employed to accommodate two types of faults at the performance level, respectively. To guarantee the reliability of the FTC at the code level, the key parts of the program codes are modified by control flow checking by software signatures (CFCSS) to detect the control flow errors caused by the single event upset. Meanwhile, some of the undetected control flow errors can be detected by the FTC at the performance level. The FTC for the anticipated fault and unanticipated fault are verified in Synopsys Saber, and the detection of control flow error is tested in the DSP controller. Simulation results demonstrate the efficiency of the novel FTC approach.     

80x86汇编语言安全性编码规则检查工具的设计与实现

从安全性角度提出80x86汇编语言程序的编码规则.通过分析航天型号典型案例.依据型号软件的应用特点,从代码结构、指令使用、中断控制、算法设计等角度对安全性编码规则进行分类,提出具体要求.设计了对应规则的检查方法和检查工具,采用静态分析方法,从软件源代码中提取安全性规则的相关元素,判断代码与规则的符合性,实现规则自动检查.     

基于断言的形式验证方法应用研究

针对模型检验算法在工程应用中面临的形式语言局限性和状态空间爆炸的危机,提出了基于断言的形式验证解决方案。通过对DW8051_timer模块的实际验证,说明了该方法可以简化模型检验算法在工程实践中的应用,并且与传统仿真方法相比,它能在一定程度上缓解航天领域数字系统设计中的验证困境。     

钢球连接方式火工装置的结构强度校核

文章介绍了钢球连接方式火工装置中,钢球连接处的结构强度校核。通过经典的接触应力计算公式,结合钢球在火工装置上的具体使用情况,利用微变形理论,归纳出了火工装置上起连接承载作用的钢球连接方式新的强度校核判断法则。试验结果表明,该判据能够较为真实地反映火工装置上钢球连接方式的结构承载能力。     

软件技术状态检查工具的研究

软件技术状态管理是保证软件技术状态的正确性、控制软件技术状态的不受控性、提高软件可靠性的有效技术保障 ,是软件质量管理的一个重要环节。本文简要介绍了该工具的开发背景、设计思想、功能、优点及应用前景