支持宏块级帧场自适应的H．264解码器帧内模块FPGA实现

文章对支持宏块级帧场自适应的H.264帧内预测和残差系数反变换反量化进行深入分析,提出了一种易于硬件实现的H.264解码器的帧内模块算法并给出了其硬件结构,采用流水线方法、分解计算等多种优化计算方法提高硬件系统的并行度。从实验结果看,作为硬件实现方案,完全能达到实时要求。系统已经通过FPGA验证,工作频率可达到80MHz。     

一种用于遥感成像系统的压缩感知编码矩阵设计

压缩感知作为突破传统奈奎斯特定理限制的一种信号处理的新途径,近年来受到了诸多研究领域的广泛关注,特别是在遥感成像方面。该理论中,编码矩阵的设计起着非常关键的作用。事实上,原始信号能否被有效压缩,接收端能否将原始信号精确重构,都依赖于编码矩阵设计的优劣。然而,目前常见的编码矩阵普遍不利于硬件的实现,尤其是遥感成像中的采样更是要求计算简单、省电的设备,所以这是影响压缩感知在遥感成像领域推广的主要障碍之一。文章的研究目的是找到一种新的编码矩阵,既有良好的压缩感知采样性能,又有利于针对遥感应用的硬件实现和降低硬件成本。鉴于分块压缩感知在重构时的优势即提升重构速度和品质,提出了基于分块的二级尺度编码矩阵设计,即在第一次分块的基础上再次分块,并以此基础设置编码矩阵。通过实验模拟实际的硬件采样过程,分析所设计编码矩阵的不足之处,并对其进一步优化,使得所搭建的硬件成像平台中对图像采样的数据可以在终端进行高品质的重构。     

异构多核人工智能SoC芯片的低功耗设计

随着深空探测、载人航天、商业火箭和飞行器等各项航天任务的开展,各型号任务对硬件系统的智能化、可靠性、低功耗指标提出了更高的要求,作为系统“大脑”的SoC处理器亟需进行升级换代。本文综述了面向航天新任务应用的人工智能SoC芯片玉龙810,介绍了新一代国产自主可控、高智能、高可靠、低功耗SoC芯片的功能特点、关键技术,重点描述了玉龙810芯片的低功耗设计方法和实现结果,通过优化技术玉龙810芯片动态峰值功耗达到了低于5W的指标。玉龙810芯片采用多核异构架构,主要由4个SPARC V8核、8个GPU核和8个NNA核组成,片内通过AMBA3. 0总线实现模块的互联互通,片上还集成H. 264/H. 265,JPEC2000等片上外设。     

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.     

复合材料结构的优化设计

本文提出复合材料结构优化设计的一种新的多级优化设计方法。在系统级优化中用优化准则法得到满足约束要求的最优复合材料迭层板厚度。在元件级优化中用线性规划技术使结构应变能最大,得到最优分层厚度,进一步减轻结构重量。 本文给出算例研究复合材料悬臂盒式梁和翼面结构,在给定外载作用下满足强度要求和挠曲变形规律要求时的优化设计。计算结果表明,本方法计算简便,收敛迅速,具有较高的效率易于工程应用。     

基于整体级概念的多级固体运载火箭设计与优化

针对多级固体运载火箭小型化需求,采用整体级概念(ISC)进行总体方案改造和优化设计.描述了2种ISC概念的特点,以某三级常规方案固体运载火箭为基准,通过利用级间的剩余空间,完成ISC方案改造.建立了运载火箭的整体级发动机动力计算模型、气动计算模型和弹道计算模型,并结合任务指标要求,提出了运载火箭的总体参数优化模型.在相同的任务条件下,完成了常规方案和2种ISC方案的优化.结果表明,引入ISC概念可将运载火箭体积缩小15%～20%,起飞总重缩小1%～1.5%,满足了总体指标要求,达到了运载火箭小型化设计目的.     

一种易于硬件实现的CCSDS图像数据压缩算法

文章提出了一种易于硬件实现的CCSDS图像数据无损压缩算法。图像数据经过小波变换后,统计规律不尽相同。为了有效进行数据压缩,该标准针对不同的统计规律,采用不同的熵编码。针对不同的图像,讨论了直流系数（DC）量化编码和块交流系数比特深度编码中的参数k、熵编码中长度为3比特码字的编码方式参数choicel和choice3以及长度为4比特码字的编码方式参数choice2和choice4等参数的最优化选择。仿真结果表明,该算法有较低复杂度,易于硬件实现,而且能够有效优化。使输出码率最短。     

基于粒子群优化算法的月面巡视器全局路径规划

在月面巡视器遥操作系统中,路径规划分为任务级路径规划、全局路径规划和局部路径规划。根据巡视器全局路径规划的应用要求,引入粒子群优化算法应用于全局导航点的规划。针对粒子群算法在路径规划中容易造成不收敛或病态收敛的问题,对算法进行了修改,去掉了速度更新中的速度惯性因子,只保留自身认识因子和社会认识因子,使其在全局路径规划中能够快速收敛;同时引入经典遗传算法中的变异因子以增强算法的全局优化能力。仿真结果表明该算法具有计算简单、全局寻优能力强等特点,能够快速地找到优化的全局导航点。同时在不同的模拟月面地形上进行仿真试验,针对存在的问题提出了对应的二次优化方法,结果表明该方法较好地满足了巡视器全局路径规划的应用需求。     

基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化

固体运载火箭设计属于典型的多学科设计问题,为提高同体运载火箭设计水平和缩短研制周期,提出了基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化方法.建立了固体运载火箭多学科系统分析模型,以卫星轨道设计计算得到的运载火箭关机点参数和最小火箭起飞质量为设计准则.采用物理规划方法构造系统级火箭总体设计优化模型,以发动机总体性能指标为设计准则,采用物理规划方法构造子系统级发动机设计优化模型.通过系统级总体设计优化和并行的子系统级发动机设计优化的嵌套循环,得到满足火箭运载能力的各级固体发动机最优设计结果,即得到内外弹道相匹配的发动机最优推力-时间曲线.     

一种实时系统中的信号处理实现

近年来,实时信号处理系统的要求越来越高,所用系统须具有处理大量数据的能力,这就要求系统硬件要达到很高的运算速度,并且软件处理程序也尽可能优化,以保证系统的实时性.基于某重点工程项目,介绍了一种高速数据并行处理系统,并详细说明了DSP中信号处理程序的操作流程.该系统能对输入信号的频谱进行分析,实时输出连续波频谱或脉冲波的时域频域信息,并已测试成功.     

基于ISA总线的高码速率大容量遥测数据存储器的研究

介绍基于 ISA(Industry Standard Architecture)总线的高码速度大容量遥测数据存储器的研究。作为计算机主存储设备的硬盘 ,它具有体积小 ,存储容量大的优点 ,本系统拟采用硬盘作为存储设备 ,且遥测数据在存储数据时采用脱线工作方式 ,我们设计了该存储器和计算机的接口且实现了对硬盘传输数据的 PIO(Program Input Output)方式的编程和对遥测数据的差错控制     

基于数据分割的鲁棒视频通信

提出一种新的基于运动估计的数据分割方法，在无线网络上传输视频流时能够有效地降低误差扩散。该方法将宏块作为基本的处理对象，根据两个方面将一个编码帧的所有宏块区分为重要性不同的级别：一方面是宏块对本帧图像质量的影响，另一方面是宏块对下一编码帧可能产生的误差扩散的影响。根据宏块中的像素被下一编码帧参考的次数总合来评估误差扩散的影响。在此基础上，码流被分为三种不同级别的子流，分别执行不同速率的信道编码，以保证在满足带宽约束的条件下，重要的信息和宏块数据能被优先保护。除了与其它方法一样能改善视频质量，本文方法的一个明显优势是平衡当前帧的质量与下一帧的质量。实验结果表明，比较263＋＋和h．264中给出的数据分割方法，在两状态马尔可夫信道模型下，本文方法能获得更稳定的和更好的视频质量，提高PSNR值超过0．3dB。     

Space station MMOD shielding

This paper describes the International Space Station (ISS) micro-meteoroid orbital debris (MMOD) impact shielding including the requirements for protection as well as technical approaches to meeting the requirements. Current activities in providing MMOD protection for ISS are described, including efforts to augment MMOD protection by adding shields on-orbit. Another activity is to observe MMOD impact damage on ISS elements and returned hardware, and to compare the observed damage with predicted damage using Bumper code risk assessment software. A conclusion of this paper is that ISS will be protected adequately from MMOD impact after completing augmentation of ISS shielding for service module, and after improving MMOD protection for Soyuz and Progress vehicles. Another conclusion is that impact damage observed to the ISS mini-pressurized logistics module matches the distribution of impacts predicted by Bumper code.     

真空热试验测控软件系统架构设计

随着航天器真空热试验的不断增多,对真空热试验热流模拟、温度测量与控制系统的热流模拟精度、速度、模式、测控通道数、系统功能等要求也越来越高。为进一步增强整个测控试验流程的可靠性、安全性、易用性、可扩展性,缩短试验准备时间,文章基于现有硬件系统与测控系统任务要求,提出了一套测控软件系统架构设计,即采用自顶向下逐步细化的分层设计将整个系统软件分层,再根据功能进行模块划分,保证了上层软件的设备无关性与各模块间的独立性,能够作为代码并行开发的基础,为代码开发人员提供指导和限制。     

BDS分集接收机高精度定位技术研究

传统BDS（BeiDou Navigation Satellite System,北斗卫星导航系统）分集接收机在定位时,直接使用每个天线的卫星信号,导致定位位置点不明确,定位精度较低。针对该问题,提出了一种高精度的分集定位技术。首先,给出了一种基于通道码相位的天线时延标定算法,以消除不同天线的硬件时延差异;然后,介绍了一种不依赖于外部姿态信息计算北斗坐标系下天线基线向量的方法,并对计算精度进行了理论分析;最后,介绍了一种考虑天线时延和基线向量的分集定位解算算法,通过将定位结果归算至基准天线,明确了定位位置点,从而提高了定位精度。在室外静态环境条件下进行了对比测试验证,结果表明：该定位技术使BDS分集接收机的定位精度得到了明显提高,达到了单天线的定位精度。     

高动态DS/FH混合扩频系统实现长伪码快速捕获的一种方法

针对长伪码与快速捕获的矛盾 ,设计了一种基于 FPGA技术的数字匹配滤波器 ,用于在高动态、低信噪比的 DS/ FH混合扩频系统中实现快速捕获。考虑多普勒频移的影响采用频率和码相位二维搜索。对将进入数字匹配滤波器的数据进行了降速处理 ,大大节省了硬件资源。仿真结果证明 ,采用数字匹配滤波器可在高动态环境下实现长伪码的快速捕获     

高精度GPS系统硬件延迟解算方法研究

硬件延迟是利用GPS进行TEE测量时最大的误差源，其最大影响可达100多TECU。为获得更准确的TEE数值，GPS系统硬件延迟的计算精度显得尤为重要。利用2001年4月15日太阳耀斑爆发时的GPS观测数据，首先利用传统方法对硬件延迟进行了计算和分析，并提出了一种硬件延迟解算的新观点，实验数据表明该方法具有较好的效果，其精度高于夜间数据的计算结果，同时克服了夜间数据难以获取的缺点。     

Recurrent isolation of hydrogen peroxide-resistant spores of Bacillus pumilus from a spacecraft assembly facility

While the microbial diversity of a spacecraft assembly facility at the Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, CA) was being monitored, H2O2-resistant bacterial strains were repeatedly isolated from various surface locations. H2O2 is a possible sterilant for spacecraft hardware because it is a low-temperature process and compatible with various modern-day spacecraft materials, electronics, and components. Both conventional biochemical testing and molecular analyses identified these strains as Bacillus pumilus. This Bacillus species was found in both unclassified (entrance floors, anteroom, and air-lock) and classified (floors, cabinet tops, and air) locations. Both vegetative cells and spores of several B. pumilus isolates were exposed to 5% liquid H2O2 for 60 min. Spores of each strain exhibited higher resistance than their respective vegetative cells to liquid H2O2. Results indicate that the H2O2 resistance observed in both vegetative cells and spores is strain-specific, as certain B. pumilus strains were two to three times more resistant than a standard Bacillus subtilis dosimetry strain. An example of this trend was observed when the type strain of B. pumilus, ATCC 7061, proved sensitive, whereas several environmental strains exhibited varying degrees of resistance, to H2O2. Repeated isolation of H2O2-resistant strains of B. pumilus in a clean-room is a concern because their persistence might potentially compromise life-detection missions, which have very strict cleanliness and sterility requirements for spacecraft hardware.     

一种非周期调制直扩信号扩频码估计方法

对卫星测控中一类扩频码周期与信息码周期之比为非整数的直扩信号进行了研究,得出这类信号可建模成非周期调制直扩信号,提出并讨论了一种基于差分主元分析（D PCA）的非周期调制直扩信号扩频码估计方法,该方法通过计算与差分序列协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量完成信息码个数、子序列、信息码同步点等参数的估计,解决了传统矩阵分解方法在估计码序列时码序列相位模糊问题,理论分析和仿真结果表明该方法可以在低信噪比下进行有效估计。     

基于FFT的扩频码快捕模块的设计实现

介绍基于FFT的扩频码快速捕获原理,给出一种利用探测数据跳变来降低数据调制带来的检测信噪比损失的方法,并对快捕模块的核心单元——采样率转换单元和FFT/IFFT计算单元的FPGA实现进行详细的论述。仿真和实验结果表明,该方法在高数据率调制和低信噪比的情况下实现了扩频码的快速捕获和硬件资源的合理利用。