星载异构计算环境下的能耗优化任务调度

针对航空航天探测等要求高可靠性、强实时性、低功耗的尖端领域,基于新型的异构多核计算平台对全迁移策略的支持,提出了能耗优化的实时任务调度算法。算法主要分为2部分:负载分配和任务调度。负载分配确定每个任务在不同的处理器集群上工作量的分配比例,并对系统的能耗进行优化。任务调度在负载分配的基础上,采用时间片划分的思想对已分配的任务进行合理调度,保证每个任务都能满足系统约束条件。将此算法与现有的SA算法和Hetero-Split算法进行对比,实验结果显示:此算法比Hetero-Split算法在寻求可行性任务调度方案方面相当,但强于SA算法;在能耗比方面,此算法比Hetero-Split算法在系统总能耗方面有大幅度的降低,降低比率约为23%～24%。     

引入稀疏原子特征融合的滑动轴承摩擦故障状态监测

从信息融合理论出发，将特征的稀疏表达作为特征融合参数，提出一种结合K奇异值分解(KSVD）和最大相关最小冗余准则(mRMR）的轴承摩擦故障特征融合算法。该算法采用KSVD对信号稀疏化，将稀疏系数对应的字典原子作为特征融合的参数，用以表达非线性故障信息；针对字典原子集的优化选择问题，基于互信息的mRMR提出一种确定最优原子集的原子数目的准则；最后，通过最大化原则融合稀疏系数，提取故障状态监测的有效信息。轴承摩擦故障模拟实验的结果表明，所提方法能够更好地融合不同特征的故障信息，相比于单特征和其他融合特征方法，提高了约12%的故障识别率。      

小波与BP神经网络联合反演GNSS IR高精度水库水位变化

GNSS-IR技术作为一种近地表遥感的新兴手段，在水库水位监测方面凭借其成本低、精度高等优势成为了研究热点。为了提高GNSS-IR技术反演水库水位变化的精度，提出了利用GPS、BDS双系统观测量基于小波分解与BP神经网络联合的方法反演水库水位变化。选取位于南水北调山东境内双王城水库GNSS变形观测站2017年10月1日—12月26日共87天的信噪比(SNR）数据为研究对象，分别利用小波分解和二阶多项式拟合两种方法消除其趋势项并生成SNR残差序列，然后进行Lomb-Scargle谱分析得到水库水位高度变化值，并与实测水位结果相比较。结果表明：各频段SNR利用小波分解和二阶多项式反演水位变化的平均均方根误差分别为0.1062m和 0.2245m，说明小波分解去趋势项的方法更优。最后，在小波分解去趋势项的基础上，利用阈值筛选出融合所用的频段(S1C、S2L、S5Q和S7I），分别采用均值算法、中值算法、随机森林算法和BP神经网络算法对GPS、BDS多频多模信号进行水库水位的融合反演。结果表明，对于水面较为平静的环境，以上算法均能实现厘米级的反演精度，其中BP神经网络算法用于水位反演的效果更优。     

基于惯性辅助的北斗接收机完好性监测方法研究

针对传统卫星导航接收机在卫星数小于5颗及卫星星座构型不佳的情况下无法实现卫星故障识别与隔离的问题,结合卫星导航接收机在弹上的实际应用情况,利用惯导的辅助数据设计了一种基于多级Kalman滤波的北斗接收机完好性监测方案,给出了卫星导航接收机的RAIM滤波器结构与故障检测和隔离方法,并对其可用性进行了推导。该方案经过仿真分析及实验测试,结果表明在4颗可见星的条件下,可有效检测并隔离单星阶跃、慢速漂移、慢速随机等北斗卫星伪距和伪距率故障,从而使北斗接收机能够提供连续、精确的导航定位功能。     

基于数据分发服务动态发现的通信监控设计

数据分发服务（DDS）在复杂航电系统中的应用越来越广泛，其以数据为中心的发布/订阅机制，解决了复杂系统异构、分布式、动态扩展、互操作和可移植的问题，同时也带来了系统描述和通信监控的困难。基于DDS实体动态发现的原理，提出了一种能够动态构建应用主题类型化接口，实现对网络中DDS实体间通信进行监控的通用设计方法。该方法能够满足基于DDS网络的通信监控需求，提高复杂系统快速集成和联调排故的效率。     

POBI interpolation algorithm for CYGNSS near real time flood detection research: A case study of extreme precipitation events in Henan,China in 2021

In late 2016, NASA launched the first constellation of the global navigation satellite system reflectometry (GNSS-R) small satellites called the Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS). The stable data quality and continuous free availability of CYGNSS scientific data provided a new method for flood monitoring. However, owing to the pseudorandom distribution of CYGNSS data, researchers must always choose between high temporal resolution and high spatial resolution during the performance of flood monitoring based on CYGNSS data. For floods caused by extreme precipitation with sudden and short durations, the current flood mapping based on CYGNSS data cannot be updated in near real time. However, the near real time update of the flood distribution range is meaningful for postdisaster emergency response and rapid rescue. This study aimed to address this problem using a newly proposed spatial interpolation method based on previously observed behaviour (POBI). First, a method for calculating the surface reflectivity of the CYGNSS was introduced, followed by the principle of the POBI spatial interpolation method. The applicability of the POBI method in Henan Province, China, was then analysed, and by using the flood in Henan Province, China, in July 2021 as an example, the feasibility of CYGNSS near real time flood mapping based on the POBI method was evaluated. Based on the results, near real time and 3 km flood distribution monitoring results can be obtained using the proposed new method. The results were evaluated using MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) images and compared with the observations of SMAP (Soil Moisture Active Passive) and GPM (Global Precipitation Measurement) in the same period. The results show that the flooded areas obtained by CYGNSS correspond to the inundated areas in MODIS images and are also in high agreement with the SMAP. In addition, CYGNSS allows for finer mapping and quantification of inundation areas and flood duration. Moreover, we also discussed the potential of CYGNSS to detect floods in shorter periods of time (a few hours) and did a preliminary evaluation using precipitation data from meteorological stations. The results are also highly consistent.     

发电机转子匝间测试及其实践应用的研究

船用发电机的转子绕组因通过电压低、电流小、结构比定子简单等原因,在日常电机制造及检验过程中,匝间绝缘的监测容易忽视,而且IEC 60034以及IEC 60092等国际电工委员会颁布的标准中也没有对此提出明确要求。但是, 基于对产品质量及性能的可靠性保障,转子匝间耐压测试是有必要的,特别对高压电机产品的转子匝间绝缘监测,以验证匝间绝缘对陡峭前沿的操作过电压的承受能力。以制造厂进行的高压发电机转子匝间试验为例,介绍了测试方法、故障现象及异常分析三部分内容,包含了以脉冲波形判断发电机转子部分的绝缘异常,以及制造过程中接地电阻的问题。     

面向一体化测试与运管的航天器指令技术研究

现有的航天器测试与运管程序通过word文档采用自然语言的方式进行描述，需要人工录入、集成、整合和校验，既浪费人力、时间，又容易因人为原因出错，不利于测试与运管程序在多用户间的快速交互，且存在安全隐患。针对该问题，借鉴NASA及ESA的PLEXIL、PLUTO、Timeliner-TLX、SCL等航天器指令设计经验，研究了面向航天器地面测试与在轨运管的航天器指令技术，该指令架构具备层次化、模块化、抽象化等高级程序特点，且具备对航天器进行工作过程监测与异常状态处置能力，便于航天器测试与运管程序的人机交互、数字化设计、交换共享与解译执行，可作为国内航天器测试与运管程序一体化设计的技术参考。     

面向有效载荷的准实时在轨健康评估系统

卫星遥测数据通常有2种手段获得，一种是卫星经过地面测控站下传的实时遥测和延时遥测;另一种手段是通过数传分系统下传的全球遥测。全球遥测作为监视卫星载荷健康状态的主要手段，存在数据量大、文件数量较多、人工处理和判读工作量大等问题。针对该情况，提出准实时在轨健康监视系统的设计方案。该系统具备遥测源码定时获取、有效载荷遥测数据提取和解析、遥测数据存储、遥测数据自动判读和特征统计、超限报警、曲线显示和数据输出等功能，可对卫星有效载荷的健康状态进行准实时、自动化的监视和评估。     

基于SSR改正的实时精密单点定位精度分析

通过IGS分析中心实时播发的SSR(State Space Representation)信息修正广播星历轨道和钟差,使用扩展Kalman滤波数据处理方法仿真实时精密单点定位。结果表明:经过实时SSR修正后的广播星历钟差与IGS最终钟差产品相比,精度优于0.15ns。广播星历SSR修正的实时精密单点定位单天解ENU方向RMS优于20cm,其优于超快速预报星历的实时精密单点定位结果,低于基于IGS最终精密星历的动态精密单点定位精度。