中继卫星天线指向控制策略研究

首先根据中继卫星系统中中继卫星跟踪用户星的要求,定义了中继卫星天线坐标系,推导出了中继卫星天线对用户星的跟踪规律,通过该跟踪规律可以推出中继卫星跟踪用户星时天线方位和俯仰轴转角,为了保证中继卫星与用户星之间的通信,中继卫星单址天线需要精确的指向用户星;然后详细描述了天线指向控制概念,并且设计了星上自主控制方案,星上自主控制方案由捕获和自动跟踪模式组成,一方面设计了天线捕获过程,另一方面对自动跟踪模式的天线步进逻辑进行了合理选择;最后根据推导的跟踪规律,以不同轨道的用户星作为跟踪目标,对所设计的天线指向控制系统进行了数学仿真,并且通过对仿真结果的分析验证了中继卫星单址天线指向性能。     

一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法

针对空-地测控链路的特点,本文提出了一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法,通过采用具有良好正交性能的两路伪随机序列对基带信号进行直序扩频和正交调制,并优化捕获跟踪算法,有效提高了系统的天线捕获跟踪性能.经测试验证,该方法具有抗干扰、捕获速度快、跟踪效率高等特点.     

一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法

针对空-地测控链路的特点,本文提出了一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法,通过采用具有良好正交性能的两路伪随机序列对基带信号进行直序扩频和正交调制,并优化捕获跟踪算法,有效提高了系统的天线捕获跟踪性能.经测试验证,该方法具有抗干扰、捕获速度快、跟踪效率高等特点.     

任意口径天线辐射场的计算

研究了理想导体面上任意形状的波导-口径天线的辐射特性。利用波导腔和自由空间之间的场匹配技术给出了描述它们之间的耦合关系的线性方程组,通过求解线性方程组的未知系数,严格计算了口径天线在半空间的辐射场,波导内的反射场及导体板上的电流分布;并通过数值算例进行了验证。     

深空大口径天线前向反馈型伺服系统设计

目前深空大口径天线伺服系统多采用传统的比例积分型控制模式,它在跟踪低速运动目标时可以满足任务要求,但在跟踪高速运动目标时会产生较大的指向误差。通过在伺服系统中引入前向反馈控制器,天线的反应速度和指向精度等多方面系统性能都得到了有效提升。仿真结果表明,加入前向反馈控制器后,伺服系统的闭环性能得到了极大优化,指令捕获时间有效缩短,高速跟踪时指向误差显著降低。     

船载卫通天线跟踪陀螺零漂对捕获能力的影响分析

运用控制工程原理,详细分析了船载卫通站陀螺零漂对自跟踪环路的影响;利用实验考察天线的动态捕获性能,进而验证理论分析的正确性。     

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。     

基于FPGA的北斗B1频点接收机 基带信号处理器设计

针对北斗二代B1频点信号比特翻转频繁的问题,设计并实现了基于FPGA的北斗B1频点导航接收机基带处理器.该处理器在信号捕获过程中设计了频率精细搜索的精捕获算法,避免了假捕获并且提高了捕获频率的精度;在载波跟踪环路中设计2阶锁频环辅助3阶锁相环的方案,以提高环路跟踪的动态性能.其中,锁频环和锁相环均设计了对比特翻转敏感的鉴别器,保证环路跟踪的准确性.试验结果表明,该基带处理器设计具有较高精度的捕获频率和良好的高动态跟踪能力.     

在轨服务航天器对目标的相对位置和姿态耦合控制

研究在轨服务航天器自主逼近与捕获目标航天器过程中的相对位置和姿态耦合动力学与控制问题.考虑控制输入耦合,建立服务航天器对目标航天器的相对位置和姿态一体化耦合动力学模型.基于此耦合动力学模型,考虑相对位置跟踪中的控制指令耦合和控制输出受限,利用反馈线性化理论,设计相对位置和姿态一体化耦合控制算法.并利用李雅普洛夫理论证明...     

基于VLBI的上行组阵标校技术研究

天线组阵能否完全替代大口径天线有一个关键性难题,就是天线阵是否支持上行链路组阵。深空航天器无法将不同地面天线的上行信号对齐,所以上行链路信号的调整必须在地面完成。针对上行组阵发射机相位调整问题,提出一种基于VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)技术的接收模式天线上行组阵标校方案,并对标校精度进行了简要分析。将上行链路时延分解为几何时延和发射系统时延,建立了几何时延模型,通过标定接收时延和发射时延,便可以得到天线阵元间的相位标校值。理论分析结果表明,该方案具有一定的可行性,对上行组阵相位标校的研究具有一定的借鉴意义。     

基于VXI总线的旋翼试验等角度数据采集系统设计

旋翼试验是直升机研制过程中的重要一环,对于减少研制风险,缩短研制周期起到重要的作用。本文从试验主要参数的性质入手,提出对测试系统的要求,说明了旋翼试验等角度采集的重要性。在分析传统阶次分析方法和计算型阶次分析方法的基础上,利用VXI总线典型产品设计了旋翼试验等角度采集系统。     

正态分布置信检验方法

正态母体特征值(母体均值、百分位值、百分率、标准差和变异系数等)的检验是工程中常见的问题。本文根据置信检验理论,建立了正态母体特征值的置信检验方法,包括母体均值、百分位值、百分率、标准差和变异系数的强检验、弱检验和弱强检验,可以满足不同的实际需求。置信检验克服了显著性假设检验在接受原假设时缺乏说服力的弱点,能够以高概率判断正态母体特征值是否满足工程中规定的条件。不但比传统的正态分布假设检验和抽样检验具有更高的精度,而且更加便于应用,许多假设检验和抽样检验难以处理的问题(如母体百分率和百分位值的检验),采用置信检验可以容易地得到解决。      

Imaging of a compact range using autoregressive spectral estimation[radiation patterns measurement]

The spurious scattering mechanisms of a compact range, which cause spurious signals as well as the desired plane wave to illuminate the test zone, are addressed. It is shown that an accurate estimation of the direction-of-arrival and amplitude of spurious signals in a compact range is beyond the resolution available from the Fourier transform. An estimation technique based on autoregressive (AR) modeling of field probe data is developed to locate and quantify the spurious signal sources. The probe aperture is divided into a number of overlapping subapertures so that the far-field criterion for each subaperture is satisfied. Then, the subaperture data are modeled as an AR process. Singular value decomposition and forward-backward linear prediction are used to estimate the model order and the AR parameters. Examples of probe measurements and analysis for an actual compact range are given     

Precision tracking algorithms for ISAR imaging

The simultaneous imaging and tracking of a moving target is one of the most difficult problems in inverse synthetic aperture radar (ISAR) signal processing. The problem is addressed here using a two-antenna imaging radar. The target range shift is sensed with an exponentially averaged envelope correlation algorithm while the angle change is measured with a differential phase shift algorithm. The three state Kalman filters are used in range and azimuth dimensions to provide both a filtered estimate and a one-sample-ahead prediction for the purpose of target tracking. The filtered range shift provides an accurate information for range bin alignment, and the target angle change provides the angular positions of the synthetic array elements. Therefore, the ISAR imaging simply becomes processing of a circular-arc aperture. The algorithms are verified both by computer simulations and also with experimental data processing     

口径近场的特征谱

 提出口径近场特征谱的概念，以描述口径设计近场特征。特征谱包括角域谱和时域谱，分别定义为口径近场区空域场和频域场在角域和时域的变换。理论分析和计算结果表明，特征谱可以在角域和时域上分离有限大口径的直达波和绕射波，因而可以用来描述口面尺寸、形状和场分布等条件改变时绕射场的相对变化，这对紧缩场设计具有参考价值。基于口面场卷积法，计算、比较了限度为5 m×5 m圆口径和方口径近场在X波段特征谱分布。并导出：口径近场角谱为口径场角谱和网络响应函数角谱的乘积，网络响应函数等效于一个空间角谱滤波器。     

DDK-1自动点火起动装置在涡喷发动机模拟空中点火起动试验中的应用

本文介绍DDK-1自动点火起动装置在某高空台模拟高空情况下,起动与S进气道匹配的某涡喷发动机的试验情况.DDK-1自动点火起动装置使该发动机在空中模拟状态下从点火起动到加速完全实现自动化.这是在国内涡喷发动机高空模拟试验中首次应用.该系统具有实际应用价值.     

液体姿轨控发动机贮箱自动增压仿人智能控制研究

为研究液体姿轨控发动机自动增压方法,在理论分析自动增压系统性能的基础上,搭建了以孔板为控制元件的自动增压实验系统,采用仿人智能控制策略,开展了基于冷流实验的自动增压性能实验,并通过发动机试验验证,实现了发动机贮箱良好的平稳性、快速性和准确性。研究表明,在增压系统结构和增压气体介质给定的情况下,孔板节流面积、孔板出入口压力比、贮箱初始气垫体积决定了自动增压系统性能;根据发动机试验的推进剂流量需求,分别按推进剂体积流量60%,30%,10%的比例选取3个不同节流面积的增压气体孔板组成并联进气孔板组,同时保证进气孔板组可提供的增压气体最大临界体积流量大于推进剂体积流量（推荐二者比值为1~2.5）、孔板出入口增压气体压力比近似等于临界压力比（对氮气约为0.50~0.60）、贮箱初始气垫体积大于贮箱总容积的1/4,并在贮箱上设置流量为增压气体最大临界体积流量105%的排气孔板,在发动机工作过程中按照仿人智能控制策略自动组配孔板,可有效地提高自动增压性能。     

基于MATLAB的某自动驾驶仪测试系统的实现

给出了一种对某直升机自动驾驶仪进行闭环测试的新方法。基于MATLAB的Real Time Windows Target 工具箱可实现对系统硬件资源进行操作的功能，文中采用了数据采集卡、数字-自整角机等元件构建了硬件测试环境，同时在Simu Link工具箱中建立了系统模型，并利用MATLAB的GUI工具编制了用户界面。从而在使用MATLAB开发测试系统时，除了利用其数据处理和图形显示的功能外，还可以使用其对硬件操作的功能。通过对实时测试结果的分析，验证了该方法的可行性和方便性。     

The White Sands Range and Range-Rate System

This paper discusses the concept, design, and design verification of the White Sands Range and Range-Rate System. Development of the system has been completed only through the design phase. The system is designed to meet requirements for high-accuracy midcourse tracking under severe target dynamics at the White Sands Missile Range. It is a multistatic Doppler and range tracker which operates at X band and incorporates transmitter, transponder, receiver, and baseline subsystems. The transmitter includes specially designed digital circuitry to synthesize test signals for target simulation during checkout of the system. The transponder signal is processed by a receiver which has been established theoretically to be the optimum realizable processor of continuous tracking data. The receiver incorporates specially designed carrier acquisition circuitry and digital VCO, and directly provides digital Doppler and tone phase data to facilitate real-time processing. The system utilizes data from other tracking systems at the Range for spatial acquisition, for aiding carrier acquisition in the receiver, and for resolving range ambiguities.     

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。