航天器分布式系统仿真验证平台设计与实现

文章分析了航天器分布式系统仿真平台的特点和需求,根据分布式集成仿真平台多操作系统、混合架构、分布式结构、模型管理、试验设计、仿真运行、数据管理的技术特点和功能需求,对相应关键技术进行了攻关,制定了实施方案,在此基础上完成了相关设计和实现。平台能够适应全数学与半物理2种仿真工况,满足航天器系统方案设计全面仿真验证需求,并可方便接入商业或自研软件。最后通过仿真实例对平台的功能性能及通用性进行了验证。     

分布式航天器相对位置测量平台设计

分布式航天器间相对位置的实时高精度测量是分布式航天器实现空间队形保持的关键技术之一。为了对相对位置测量方法进行研究、分析和论证，建立了分布式航天器相对位置测量地面实验平台。介绍了分布式航天器相对位置测量和解算的基本原理；论述了仿真平台的组成和功能；基于仿真平台对相对位置测量精度进行了仿真试验，试验结果显示该平台具有良好的性能指标；最后介绍了相对位置解算仿真评估软件的设计方法。     

基于网格的分布式仿真技术

介绍了网格技术及其国内外研究情况、基于网格的分布式仿真的关键技术 ,包括 :体系结构、自适应网格动态变化技术、负载平衡技术、通信质量控制技术。     

程控试飞器半实物仿真系统研究

研究了基于VMIC实时网络的分布式半实物仿真系统方案,对仿真系统的组成及仿真设备的功能进行了介绍.对比分析了仿真时钟生成的几种方法,选用Windows+RTX仿真时钟生成方法,在确保高精度仿真时钟的同时方便了仿真程序的开发.基于信息、事件驱动设计了仿真进程控制软件的总体结构.所设计的半实物仿真系统具有扩展性好、试验方式灵活的特点.     

复杂系统实时仿真平台关键技术探讨

为有效支撑多体协同武器、集群作战武器、无人机群、多模复合制导武器等复杂系统全任务剖面的仿真验证评估,急需开展复杂系统实时仿真平台技术研究。在分析国内外实时仿真平台研究现状的基础上,结合复杂系统实时仿真的需求和特点,提出了一种新的适用于复杂系统的实时仿真平台解决方案,重点阐述了复杂系统实时仿真平台通用架构、时钟同步、智能适配、超高速网络通信、智能IO交互等关键技术的实施途径,并给出了典型的应用案例。结果表明:所提出的复杂系统实时仿真平台具有较好的通用性、适配性和可扩展性。     

分布式仿真系统实体节点分配问题实时求解算法

分布式仿真系统中,如何使计算节点彼此间通信量尽可能小,是实体节点分配问题研究的内容。针对该问题提出一种基于规则的启发式两阶段实时求解算法。第一阶段构建最小期望事件数量的目标分配模型并进行求解,即根据连通图理论将原问题分解为多个子问题,结合缓存、分治和过滤优选策略,设计递归算法求解子问题,最后得到覆盖所有实体的事件最小集。第二阶段实现分箱算法,将最小集中单个事件关联的实体尽量分配至相同计算节点,最终得到实体节点分配关系。实际应用表明,相比常见的顺序分配策略,该算法能显著减小分布式仿真系统的跨节点网络通信,从而提升仿真效率。该算法还能在秒级耗时生成分配方案,特别适用于包含大量实体的复杂场景分布式仿真。     

分布式InSAR系统技术综述

概述分布式卫星干涉合成孔径雷达（InSAR）系统的定义、组成、工作体制、应用领域及特点。综述了4个典型的分布式卫星InSAR系统发展现状,分析了总体技术、编队控制、三同步和基线测量四项系统关键技术。讨论了分布式卫星InSAR系统的高分辨率与宽观测带、实时与准实时和多功能发展方向。针对可实现高分辨率与宽观测带的多通道技术,分析了相位中心个数与重频的关系,并以一发三收模式为例,设计分辨率1m、观测带宽度30km波位参数,并分析总结其技术难点。针对有望实现实时与准实时监视的中、高轨InSAR系统,分析了处理器带宽、合成孔径时间、天线尺寸、峰值功率和基线等参数与轨道高度的相互关系。以轨道高度30000km为例,设计分辨率5m、覆盖范围600km波位参数,分析并总结了系统的关键技术。     

基于Petri网的分布式编队小卫星星间通信仿真平台研究

针对编队小卫星星间通信的要求,提出基于Petri网的分布式编队小卫星星 间通信系统仿真平台。首先对编队小卫星星间通信系统进行TTDPN(T\|Timed Discrete Pe tri Net,TTDPN)建模,并建立该模型与分布式仿真平台间的映射。根据该映射关系设计编 队小卫星星间通信仿真平台的逻辑结构和数据流,搭建分布式编队小卫星星间通信系统仿真 平台。联合空间环境、姿态和轨道等分系统,重点对星间通信系统中信道编译码模块和扩频 解扩模块中的关键技术进行仿真验证。仿真结果表明：基于Petri网的分布式编队小卫星星 间通信系统仿真平台能够显著缩短仿真时间,提高仿真精度和仿真结果的置信度,提高通信 系统中模块的设计效率。
     

分布式卫星系统(DSS)及其自主控制技术分析

DSS系统本身的复杂性以及工作环境的不确定性 ,导致利用传统的控制方法对其进行控制十分困难。本文对DSS及其自主控制技术进行了分析。首先介绍了DSS的概念、结构及其支撑技术 ;其次阐述了卫星自主运行的研究进展 ,解析了空间飞行器RemoteAgent智能自主控制系统的基本构成 ;然后介绍了DSS自主运行技术的研究现状 ;接下来重点分析了基于multi -agent的DSS自主控制涉及的关键技术及面临的挑战 ;最后进行了总结     

分布式干扰仿真研究

在简要分析旁瓣对消原理的基础上,通过建模与仿真对多干扰机分布式干扰对抗雷达旁瓣对消的效果进行了分析,结果表明,多干扰机分布式干扰是对抗旁瓣对消的有效技术途径.     

地球反照对数字太阳敏感器的影响分析

地球反照对太阳敏感器性能有重要影响,同时也制约着太阳敏感器在卫星上的安装。由于数字太敏感器本身独特的结构模型,所以需要采取有针对性的方法对其进行影响分析。本文在此模型基础上提出了利用图像技术的地球反照影响分析方法,为太阳敏感器在航天器上的应用与安装提供了技术支持。     

Dynamic characteristics analysis of deployable space structures considering joint clearance

The clearance in joints influences the dynamic stability and the performance of deployable space structures (DSS). A virtual experimental modal analysis (VEMA) method is proposed to deal with the effects of joint clearance and link flexibility on the dynamic characteristics of the DSS in this paper. The focus is on the finite element modeling of the clearance joint, VEMA and the modal parameters identification of the DSS. The finite element models (FEM) of the clearance joint and the deployable structure are established in ANSYS. The transient dynamic analysis is conducted to provide the time history data of excitation and response for the VEMA. The fast Fourier transform (FFT) technique is used to transform the data from time domain to frequency domain. The frequency response function is calculated to identify the modal parameters of the deployable structure. Experimental verification is provided to indicate the VEMA method is both a cost and time efficient approach to obtain the dynamic characteristics of the DSS. Finally, we analyze the effects of clearance size and gravity on the dynamic characteristics of the DSS. The analysis results indicate that the joint clearance and gravity strongly influence the dynamic characteristics of the DSS.     

惯性测量系统制导精度评估决策支持系统研究

为了对惯性测量系统的制导精度进行评估,设计了惯性测量系统制导精度仿真验证平台,将仿真验证平台与决策支持系统进行有效结合,把近年来发展迅速的决策支持系统技术应用于导弹惯导的精度验证和评估,作出了一种新的尝试,并实现了系统的可学习性.     

分布式小卫星合成孔径雷达多基线干涉技术

研究分布式小卫星合成孔径雷达中的多基线干涉技术问题。现有的多基线干涉技术提高三维地形成像性 能的办法主要有两种——利用多幅单视复图像提高干涉图像质量和利用迭代法提高地形高度估计精度。讨论这两种技 术在分布式小卫星合成孔径雷达中的应用。指出分布式小卫星合成孔径雷达中多基线干涉之所以提高干涉图像质量主 要在于:①干涉相位具有更高的估计精度;②干涉相位具有更大的模糊基;③干涉图具有更大的极限平均视数。给出分 布式小卫星合成孔径雷达多基线干涉迭代法提高地形高度估计精度的数据处理流程。     

中频数字化扩频接收机IC设计与实现

介绍一种适合测控系统应用的中频数字化扩频接收机大规模集成电路的设计与实现 ,并给出实验结果。该半定制集成电路以 FPGA为载体 ,不仅可以完成中频下变频、码同步、码跟踪、载波跟踪、解扩、解调的功能 ,还具有测距能力 ,其特点为增益高、体积小、应用灵活     

分布式卫星系统在轨操作的多目标分配

针对空间在轨操作目标分配问题,以分布式卫星系统为研究对象,提出了一种基于粒子群算法的在轨操作多目标分配方法。以分布式卫星机动所消耗的总能量最省为目标函数,建立了在轨操作多目标分配的数学模型。基于固定时间拦截理论,以机动时刻和对应的速度增量作表征,设计实现了单颗卫星最优机动方案。通过合理设计粒子位置与目标分配解的对应关系,采用粒子群算法对问题进行了求解,并详细阐述了算法的实现步骤。算例分析结果表明,建立的模型和算法能够快速得到正确的可行解,可有效解决多约束条件下空间在轨操作的多目标分配问题。     

星间相对测量自主导航的改进容积卡尔曼滤波

针对仅利用星间相对位置测量的双星自主导航系统，提出一种基于可观度的改进容积卡尔曼滤波算法。该算法从系统可观度的物理意义出发，通过对预测协方差阵进行在线调整改善标准容积卡尔曼滤波算法对系统可观度敏感和不满足滤波拟一致性等问题。对具体算例进行数值仿真，校验了该改进容积卡尔曼滤波算法在基于星间相对位置测量的双星自主导航系统中的有效性，与标准容积卡尔曼滤波相比趋稳更快，精度更高。     

A search for narrow band signals with SERENDIP II: a progress report

Commensal programs for the Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), carried out concurrently with conventional radio astronomical observing programs, can be an attractive and cost-effective means of exploring the large multidimensional search space intrinsic to this effort. Our automated commensal system, SERENDIP II, is a high resolution 131,072 channel spectrometer. It searches for 0.49 Hz signals in sequential 64,700 Hz bands of the IF signal from a radio telescope being used for an astronomical observation. Upon detection of a narrow band signal with power above a preset threshold, the frequency, power, time, and telescope direction are recorded for later study. The system has been tested at the Hat Creek Radio Astronomy Observatory 85 ft telescope and the NASA-JPL Deep Space Station (DSS 14) 64 m telescope. It is currently collecting data at the National Radio Astronomy Observatory 300 ft telescope.     

运载火箭姿控系统三通道数学仿真

运载火箭姿控系统开展三通道数学仿真的必要性和可能性，以及三通道数学仿真软件设计的原则和方法，在本文中作了阐述。系统单通道、双通道和三通道数学仿真实例表明：三通道数学仿真能全面、真实地反映系统的全貌和性能指标，能准确地验证理论设计的正确性，能为系统的半实物仿真提供更加可信的参考曲线，同时也为提高姿控系统设计质量提供了重要的手段和方法。