CCSDS建议在某新型航天器测控中的应用

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的AOS(高级在轨系统)数据传输机制和TM(遥测)信道编码,较好地满足了某新型航天器遥测功能服务于多数据源、信号格式采用帧结构以及链路采用高性能信道编码的要求。某新型航天器测控采用AOS建议的插入业务和位流业务专用虚拟信道分别解决了多个不同特征数据源的遥测数据等时传输问题;采用CCSDS建议的传送帧结构满足了非相干测量功能对下行信号的要求;同时参考CCSDS遥测同步和信道编码建议中Turbo码的码型设计和码块同步方法,完成了下行链路高性能信道编码设计。     

遥测系统中喷泉码的低延时改进算法

针对喷泉码应用于遥测系统时存在较大系统延时的问题,在对其延时特性进行分析的基础上,提出了一种改进的编译码算法.当编码器接收到部分数据符号时,按照预先制定的度选取策略和符号选取策略,选择当前编码符号的度和生成该编码符号的数据符号进行编码.该算法以减小编码延时为目标,通过分析编码符号发送速率的稳定性和可容忍的最长信号闪断时间可确定合理的编码延时.仿真得到了不同丢符号率下的编码延时、系统延时和所需的编码冗余,结果表明,与传统方案相比,改进方案的编码延时减小了一半以上.通过理论分析和仿真验证,得出了改进算法可明显减小基于喷泉码的遥测系统延时的结论.     

航天器再生伪码测距体制分析

再生伪码测距体制通过对上行伪码测距信号进行恢复,并重新调制到下行载波发送,可以获得可观的测距信号信噪比增益。对这部分增益的合理使用,可以获得较高的测距精度,也可以获得较短的测距时间,还可以提高遥测信号的功率。本文从测距码、捕获时间以及测距信号与遥控/遥测信号之间的相互干扰3方面介绍了再生伪码测距体制。     

CCSDS分包遥测在某卫星型号中的应用

在某卫星型号的遥测设计中,考虑到传统遥测的缺点,采用了分包遥测体制。针对快遥测包可能存在被长包阻塞而导致延时的问题,提出了一种改进的遥测包调度策略,为多种速率的遥测包开辟了不同的缓存队列,设计了不同的优先级,并在卫星上进行试验验证。证明该分包遥测设计能同时满足多种速率遥测包的传输需要;可编程能力强,便于计算机灵活控制;易于功能扩展;且对需求变化有很强的适应能力,方便在不同型号中应用,缩短软、硬件的设计开发周期。     

同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK技术

介绍了一种同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK(高斯最小偏移键控)技术,分析了其调制及解调原理,推导了相关调制、解调及频谱公式,并与UQPSK(非平衡四相相移键控)体制进行了比较。通过对其频谱及误码性能的仿真分析得出,在非线性信道和高码速率下,基于GMSK体制的遥测和伪码测距系统比基于UQPSK体制的系统在包络恒定和频谱利用率方面具有明显优势。     

基于纠删码的遥测链路丢帧恢复技术

针对遥测系统在恶劣天气条件、航天器姿态调整、天线指向偏离、脉冲干扰等各种因素影响下出现的遥测信号闪断以至接收机丢帧问题,提出一种适用于闪断信道的纠删码技术,用于恢复丢失的数据帧.首先介绍LDPC（低密度奇偶校验）纠删码的编译码算法,然后构造一种以短码长的随机码为外码、IRA（不规则重复累积）LDPC码为内码的级联纠删码,最后给出纠删码的应用策略和实现纠删码所需的CCSDS（空间数据系统咨询委员会）协议扩展.通过仿真实验和分析,得到了LDPC纠删码和级联纠删码的纠删性能,得出级联纠删码与LDPC纠删码均可获得接近理想的纠删性能的结论,且级联纠删码的构造更为灵活,可适应不同的应用环境,对CCSDS协议进行适当扩展后即可支持纠删码在CCSDS遥测链路中的应用.     

白沙导弹靶场的遥测数据处理

现代大型导弹试验靶场要求对遥测数据进行复杂的处理和显示,用于实时判决。为满足这种现代化要求,必须比过去进行更高级的数据处理。这些要求是根据更高的数据速率、更复杂的格式和日益增加的实时决策(安全方面)的要求提出来的。白沙导弹靶场(WSMR)最初的实时遥测数据处理系统是IBM公司1969年提供的。该系统已经作了几次扩充,增加了高速遥测前端和预处理器。但是,这并不能跟上白沙靶场对数据处理和显示的要求。目前白沙靶场和仙童韦斯顿系统公司(FWSI)签订了研制新的遥测数据处理系统的合同。该新系统将满足白沙靶场目前、今后十年及更远的预期要求。本文定义了白沙靶场数据处理任务,说明了这些任务过去是如何处理的,现在是如何处理的。接着,说明了新系统如何满足白沙靶场目前和将来的计划要求,叙述了为支持这些任务将如何提供所有的遥测数据处理、储存和显示能力的。介绍了这种“总包括”系统的硬件和软件。     

基于无线激光通信的转子参数遥测方法研究

为了满足航空发动机转子、直升机旋翼等旋转部件动态参数的高速实时采集需求,提出了一种基于无线激光通信的旋转部件非接触参数遥测方法,并给出了基于该方法的参数遥测系统总体方案.重点研究了光电数据传输通道中发射激光器的信号驱动、光电探测器的信号放大及串行/解串器等关键电路的设计方法.设计了理论最大传输速率达622 Mb/s的无线激光通信收发模块,并测试了收发模块的实际性能.最后,研制了参数遥测试验样机,该样机在旋转状态下的数据传输率达300 Mb/s,满足航空发动机转子的动态参数遥测要求.      

自适应遥测信道速率的分包遥测调度方案

在卫星分包遥测静态分配适应单一遥测信道的方案基础上,提出了一种改进型动态自适应遥测信道速率的遥测分包方法,将包传输的控制参数由绝对参数优化为相对参数,从而满足不同信道速率、不同包源速率下的包传输适应性.该方法通过将遥测包周期计数与遥测包静态分配的传输周期的比值作为遥测包传输等待迫切比例系数,用相对的传输迫切比例系数值对全部遥测包进行排序,从大到小组入遥测信道下传.通过这种遥测包调度策略解决了遥测信道速率变换对包传输控制的影响.此外通过调节遥测包传输比例系数也能很好地解决遥测包数据率变化对信道传输的适应能力的影响,如数据率增加时整体降低包传输频率、数据率减少时整体加快包传输频率.     

数字信息压缩技术在遥测数据处理中的应用

一、前言无线电遥测数据处理是航天发射场的一项主要工作。遥测数据事后处理中,首先把遥测磁带信息输入计算机,才能对遥测信息进行处理。改进输入方式,提高输入效率,对提高数据处理的速度和质量有很大作用。遥测数据的特点是记录时间长、数据多、信息量大,而计算机的容量是有一定限度的。为了解决这一矛盾,我们在320机上进行了遥测数字信息压缩试验,并与统一目的程序及30千码数字量处理程序进行了联合试验,与原来的磁带输入程序相比,输入效率提高三倍以上。我们将这一技术应用于五次遥测数据事后处理工作,数据用     

Multi-channel data structure and real-time compression algorithm research

The development of space telemetry technology has brought forward the need for large capacity memory of any solid-state recorder; data compression therefore, becomes more and more important. The compression feasibility and potentiality of telemetry data are examined by analyzing the statistical characteristics of actual telemetry data recovered from recorders. Aiming at the disadvantage of present data formats in data compression for multi-channel telemetry data acquisition systems, this introduces a data packet structure, and a real-time compression algorithm for low complex hardware design. The principles and implementations of data package compression are described. Simulation results show that this technology can meet the requirements of multi-channel real-time data compression with a high compression ratio and a fast compression speed, which possesses great application value.     

Multi-channel data compression

With the development of space telemetry technology, it has brought forward higher requests for large capacity memory of hard recovered solid-state recorders. Therefore, data compression becomes more important. The compression feasibility and potentiality of telemetry data are examined by analyzing the statistical characteristics of actual telemetry data recovered from the recorder. Aiming at the disadvantages of present data format In data compression for multi-channel telemetry data acquisition systems, we introduce data packet structure and a real-time compression algorithm for low complex hardware design put forward accordingly. The principles and implementation of data package compression are described. Simulation results show that this technology can meet the requirements of multi-channel real-time data compression with high compression ratio and fast compression speed, which possesses great application values.     

空地数据链自适应编码调制方法研究

针对空地数据链高效可靠的传输要求,本文研究了空地数据链自适应编码调制方法。该方法基于码率可变的Turbo码,传输信道模型解算与加栽,最大似然信道估计,自适应判决门限的确定等技术,在微波暗室环境内模拟了空地数据链的通信。仿真结果表明：在误码率为10^-5时,自适应编码调制方法能够根据信道状况自适应调整编码与调制模式,较大...     

基于包络分析的空测数据压缩传输

针对目前遥测设备的通讯能力有限,不能满足地面实时观测的实际问题,本文提出将包络分析应用于飞机飞行试验数据的压缩传输,该方法为空测数据的实时传输提供了一条有效的解决途径.首先通过对空测数据的极值提取、插值及拟合处理获取其包络线,然后求取包络的频谱,再根据采样定理确定其重新采样频率,即可在保证试验数据基本特征和变化规律的前提下,实现数据传输量的减少.通过对一组实际空测振动数据的处理分析,验证了该方法的有效性.     

运载火箭测控系统技术与发展

针对中国新一代运载火箭发射轨道多样、外部环境日益复杂、上行控制和空间环境安全要求逐步提高等发展特点,以及高码率、高覆盖、高精度的测控需求,研究了天基测控、多音组合编码安控、高效遥测和测控数传一体化等几种运载火箭测控新技术的应用前景;从工程的角度,提出了中国运载火箭测控系统发展思路和天地一体化的测控体系结构;并就测控系统资源配置与使用模式、新型测控体制和测控手段、遥测和安控频段等重点发展方向简述了作者的观点。     

双口RAM在航天伺服系统中的应用

航天伺服系统中数据传输具有高速实时等特性，针对采用双口RAM进行并行数据传输时易发生冲突的问题，提出了一种新的数据传输机制。不同于现有握手等待和优先级抢占等方案，从最根本的分时访问总线和数据空间的角度出发，设计了一种同步分时访问机制，实现了无冲突访问数据的高速传输。基于该同步分时访问机制，设计了基于FPGA的双口RAM数据传输方案，并通过仿真验证了该方案的可行性。搭建了数据传输测试平台，设计了多种测试用例。经过测试表明，该双口RAM性能稳定，实现了零误码率数据的高速传输。     

一种高动态低信噪比下载波快速捕获跟踪方法

针对高动态、低信噪比的接收信号,首先对整个多普勒频率范围进行分段,并在每一段内利用本地产生的带有多普勒频率变化率的复信号来抵消接收信号中多普勒频率变化率的影响,然后在每一段内利用FFT（FastFourierTransform,快速傅里叶变换）进行载波频率并行捕获,从而同时完成载波多普勒频率及其变化率的初步估计。利用载波多普勒频率及其变化率估计信息辅助锁频环快速入锁,进而利用锁频环辅助三阶锁相环完成载波信号的锁频锁相跟踪。使用这种方法,可以快速获取信号的多普勒频率及其变化率信息,并且在极短时间内完成载波的稳定跟踪,使接收设备具备快速捕获跟踪大动态弱信号的能力。     

基于1553B总线的惯导系统终端设计

为了适应惯导系统数据传输的实时性和可靠性的需求,本文提出了基于1553B总线的惯导系统数据采集和传输方案.文章描述了1553B总线终端接口芯片BU-61580的内部寄存器和RAM资源,提出了BU-61580与TMS320F206 DSP芯片的硬件接口设计和软件接口设计方案.实现了1553B终端RT与总线控制器BC之间的...     

遥测参数动态分发技术

针对某卫星地面运控系统按需分发遥测参数的要求,提出了一套低成本解决方案.该方案引入遥测参数分发软件,从而化解遥测处理设备和业务系统之间的多对多关系;并基于以配置方式实现对遥测参数的订阅,以模板填写方式实现对输出数据的动态封装,设计出保证数据包可靠传输的机制.在此基础上,对遥测参数分发软件进行了总体设计,给出了主要功能的实现逻辑.软件的运行效果表明,该方案有效实现了多星多方遥测参数的动态分发,降低了系统复杂度.