火星巡视器动力学建模研究与仿真平台实现

火星巡视器是执行复杂的火星表面探测任务的重要载体,为保证巡视器的可靠性,本文对火星巡视器动力学原理进行了研究.首先,分析了巡视器的结构组成,介绍了巡视器动力学建模的相关理论基础.然后根据巡视器有向Span树的轴链系统,基于拉格朗日递归动力学分析方法,得到了多轴系统拉格朗日方程,通过遍历巡视器轴链拓扑完成了巡视器动力学模...     

“天问一号”微波着陆雷达高收发隔离系统设计方法

“天问一号”微波着陆雷达是探测器进入、下降与着陆（Entry，descent and landing，EDL）阶段的关键单机，采用了线性调频连续波（Linear frequency modulation continuous wave， LFMCW）体制，如何有效抑制LFMCW雷达接收回波中耦合的直波泄漏信号一直是提高雷达性能的关键问题。本文从雷达系统设计的角度出发，在满足系统轻小型化要求的前提下，提出了高隔离度天线设计、接收机中频输出信号滤波设计以及数字信号处理中泄露信号抑制相结合的方法，有效地解决了LFMCW雷达直波泄露的问题。通过分析外场直升机校飞试验实测数据，证明采用上述方法后，可大幅抑制直波泄露信号，并可将直波泄露信号携带的相位噪声抑制10~15 dB。     

火星着陆探测降落伞减速技术途径

火星有着与地球相似的自然环境,是深空探测的重要内容。降落伞减速是火星着陆探测的关键环节,但火星大气环境和地球差异很大,使火星降落伞减速着陆过程具有超声速和低动压的特点。选择较优的降落伞减速技术途径,可以降低任务资源消耗,以提高探测器进入减速着陆过程的可靠性。针对火星着陆探测中的关键环节,本文首先对美国航空航天局和欧洲太空局的火星着陆探测任务进行了介绍,然后在此基础上总结了火星降落伞设计的技术特点,最后根据中国首次火星探测的任务要求,对降落伞减速方案几个重点环节进行了研究分析。     

系留球和地面之间的自由空间光通信中继系统设计与验证（英文）

目前微波移动中继网络存在中继距离短、数据传输速率慢、功耗高、工作频率受限等问题。本文使用激光通信技术构建了一个中继系统，该系统实现了系留球和地面基站之间红外高清图像数据的实时转发，通信距离超过20 km。实验的成功为激光通信技术作为机载通信中继站的应用提供了技术参考。针对初始瞄准指向角度不可预测、平台姿态快速变化等特殊场景，提出了一种用于确定扫描角域的评估方法和姿态稳定性补偿的方案来解决这些问题。通过4阶Runge-Kutta迭代方法规避复杂的微积分计算，提高了扫描算法的精度。将基于目标空间位置和自身姿态变化的数据通过前馈补偿算法引入到闭环跟踪系统的速度环中，有效提高了系统的跟踪稳定性。未来将实现空对空的激光链路中继网络实验。     

火星探测器减速着陆过程中若干问题的研究

围绕火星探测器减速着陆过程中涉及的开伞控制技术、降落伞拉直过程的绳帆现象、降落伞充气性能以及物伞系统动力学特性等关键技术问题进行了研究。通过对探测器进入轨道的分析,提出了一种以动压为控制目标的自适应开伞控制方法,并对其原理和实现方法进行了研究。采用降落伞拉直过程多刚体、多质点、多自由度动力学模型,对绳帆现象进行了数值仿真分析,发现开伞攻角是绳帆现象的主要成因,并提出了设计控制措施。采用降落伞轴向-径向动量守恒充气模型研究了大气密度对降落伞充气性能的影响,得到了大气密度对降落伞充气时间、充气距离、充气过程中伞衣面积变化及开伞载荷的影响规律或特点。利用物伞系统动力学模型,研究了物伞系统减速下降过程的动力学特性。本文研究内容对于中国火星探测器减速着陆系统的工程设计、试验及性能评估等均具有较好的参考价值。     

CO2中激波脱体距离的弹道靶实验测量和数值计算

在中国空气动力研究与发展中心超高速所超高速弹道靶进行了CO₂条件下圆球和火星着陆巡视器模型的激波脱体距离测量实验,为数值模拟提供验证依据。实验模型为φ10mm圆球和头部半径12.5mm的着陆巡视器模型。圆球模型的飞行速度为2.122~4.220km/s,靶室压力为2.42~12.30kPa;着陆巡视器模型的飞行速度为2.802km/s,对应靶室压力为1.836kPa。实验数据与采用双温度非平衡模型计算的结果进行了对比。得到以下结论:采用双温度非平衡模型能够较准确地再现模型头部激波脱体距离;根据计算结果推测绕模型流动主要为非平衡流动;需补充更高模型飞行速度（>5km/s）的实验数据,验证CO₂中更高流速状态下双温度非平衡模型的适用性与准确性,并进一步研究多温度模型和不同化学反应动力模型对CO₂下非平衡流数值计算准确性的影响。     

基于UNIX System V流机制的串行口通信程序的设计与实现

流（ＳＴＲＥＡＭＳ）机制，是ＵＮＩＸ系统中用户进程到设备（伪设备）之间的一条全双工数据通路，它为字符处理、网络服务和数据通信等驱动程序的设计提供模块化手段。本文概要介绍了流机制的组成及原理，着重讨论了用流机制实现ＵＮＩＸ设备驱动程序的方法，在ＳＣＯＳｙｓｔｅｍＶＵＮＩＸ系统中设计并实现了基于流机制的带ｍｏｄｅｍ控制的串行口驱动程序，最后讨论了串行口通信的数据传输控制及串行口通信程序的应用。     

北斗三号卫星系统总体设计

北斗三号全球卫星导航系统（The third generation Beidou navigation satellite system, BeiDou-3）于2020年7月31日正式开通运行。BeiDou-3不仅提供定位导航授时服务,同时提供具有北斗特色的多功能服务,包括区域短报文、星基增强、精密单点定位、全球短报文通信、国际搜救等服务。本文从卫星系统设计角度,详细分析介绍了BeiDou-3的功能,并讨论了卫星采用的主要新技术,包括卫星信号体制、星间链路、时频基准、星载综合电子、高效电源以及器部件的自主可控等。最后,对三类轨道的卫星设计进行了综合论述。     

基于译码转发的全双工多用户对双向中继MIMO系统波束成形算法

全双工系统相比半双工系统对通信容 量有很大的提升,但中继处的自干扰问题严重影响全双工系统的性能,而且多个用户间存在 的信号泄漏也对系统性能造成影响。文中针对基于译码转发(Decode-and-forward,DF)的 全 双工多用户对双向中继系统 ,将用于消除中继自干扰的零空间 投影算法(Null-space projection,NSP)与消除多用户对间干扰的迫零(Zero forcing,ZF) 和块对角化(Block diagonalization,BD)算法结 合,重新设计波束成形矩阵,实现同时消除自干扰和多用户间干扰的目的。仿真结果表明, 构 造的全双工多用户对双向中继系统可以达到同时消除自干扰与多用户间干扰的目的。     

前言

我院在无人驾驶飞机的研制方面具有较长的历史,取得了较多的成果. 早在50年代末期,学院就研制成功了“南航一号”有翼拖靶,曾少量提供部队使用.此后相继研制了两种超音速靶机,积累了成果,锻炼了队伍.甚至在十年动乱期间,学院也想国家之所想,急部队之所急,在恶劣的政治、工作条件下,组织力量,先后开展了对某国外无人机的分析研究和反设计,并承接了两项国家任务,即“1015”雷达伞靶和“长空—