基于容器云的地面测控资源池日志管理系统的研究

新型航天地面测控装备基于商用服务器集群，采用虚拟资源池架构和容器云技术，按需进行测控资源调度和测控业务能力生成。和众多服务设备一样，日志是系统故障诊断的主要途径，由于海量日志可能分散在资源池系统中的不同位置，传统的流式日志采集和分析模式难以大批量管理信息，经常导致系统异常发现不及时、排查效率低、定位难度大等问题，日志的检索和统计缺乏行之有效的手段，弊端明显。针对这种地面测控资源池系统的运维管理需求，本文设计了一种基于容器云的日志管理系统，将平台日志和应用日志聚合管理，根据用户需求和运维目的分类检索并定制可视化日志显示，为使用者精准分析系统异常、快速进行系统维护提供有效支撑。     

基于PID的卫星发射主动段遥测接收系统

本文重点针对卫星发射主动段存在遥测盲区问题，开展卫星发射主动段遥测数据接收方法的研究，突破发射场通信建立、地面测控天线指向控制、卫星发射主动段遥测接收系统搭建等关键技术，提出了一种基于PID的卫星发射主动段遥测接收系统，进而高质量实现卫星发射主动段遥测数据全时段接收与监测。提出的方法在大气环境监测卫星发射任务中得到了试验验证，结果表明卫星发射主动段遥测数据接收完整且有效。     

武器装备智能保障系统建模与效能分析

为实现信息化作战保障条件下的装备保障能力建设和提升，面向装备OODA闭环提出装备智能保障系统，建立基于DoDAF的智能保障系统结构模型，并基于网络分析法对装备智能保障系统和传统装备保障系统的效能进行了对比评估。在总结当前装备效能评估领域国内外研究现状的基础上，以OODA全流程闭环为目标，分析装备保障的现存问题和装备智能保障模式的特点，并构建武器装备智能保障系统模型。通过系统高层概念、能力、任务活动等要素建模，构建武器装备智能保障系统效能模型并基于网络分析法开展效能评估，通过装备训练保障、维修保障、信息支援和行动支持等维度对比了传统装备保障系统与智能保障系统的效能差异，提出智能保障技术的发展建议，为装备保障的智能化发展提供理论参考。     

遥测数据实时预处理器

本文介绍我国首次研制成功的工程实用化的ＹＺ４—４遥测数据实时预处理器的设计思想、系统工作原理和主要技术特点。该预处理器采用数据流。作方式的硬件体系结构，以高速单片数字信号处理器作为核心运算单元，实现遥测数据的高速实时处理，全部数据处理功能均由软件实现，使预处理器具各通用性、功能可扩充性、实时性、可靠性等多种特点。该预处理器可配置于各类大、中型遥测地面实时处理系统，以提高系统的实时数据处理能力与多种任务的适应能力。     

新型遥测计算机系统的研究与设计

该文介绍为我国航天测量船研制的新一代遥测计算机系统。这个系统的主要特点是:1、同时采集三个通道遥测数据;2、实时和事后处理、记录、显示打印遥测数据;3、对遥测前端进行控制和状态检测;4、实时与中心计算机和统一测控系统其他子系统通信;5、有方便的用户接口。它是一种多微处理机系统,各微处理机通过总线、唤醒、中断、共亨存贮器来实现同步和数据交换。系统软件采用树形结构,包含多个作业,每个作业又包含多个任务。通过引入新的数据结构——通信控制块,解决了不同处理机的任务相互通信的问题。最后,提出了遥测数据生产消费模型,在此基础上探讨了研制可用于航天飞机遥测的超高速遥测计算机系统的技术途径。     

航天测控系统中遥测分系统监控自动化

本文介绍了航天测控系统监控自动化的实现。具体讨论了系统主控台与遥测分系统的监控处理器以及遥测分系统内部的监控自动化的实现方法。监控自动化的实现简化了测控站的管理，减少了测控系统的操作及维护人员，为测控系统的操作和维护提供了便利。     

卫星遥测遥控数据库设计

卫星的测控系统正在利用计算机技术发展成一个开放的系统环境。在开放结构系统中,所有网络数据的建立、处理和显示均以数据库为基础。以国军标为依据,从国内各类卫星平台的测控系统实际出发,兼顾预研型号的发展方向,研究和分析了各种PCM遥测帧格式、遥测数据处理方法和遥控指令及遥控帧结构;利用数据库建模技术建立了一个通用的卫星遥测遥控数据库模型;提出了数据库的总体设计方案;结合国内外同类数据库的特点,设计并实现了符合我国卫星实际发展需要,既具有继承性,同时又有通用性和可靠性的通用卫星遥测遥控数据库。可满足对多颗星同时测控的需求,适用于不同的卫星平台;采用资源共享模式,提供灵活的接口;实现了遥测和遥控参数的综合管理。     

航天器遥测信息传递通用接口设计

针对国内各航天器研制方与测控中心在遥测信息处理传递过程中面临的设计不统一、结构不规范、处理周期长、交互难度大等问题,采用分层模型的遥测参数处理方案,设计航天器遥测信息传递通用接口。参照空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的可扩展标记语言的遥测遥控信息交换(XTCE)标准,实现航天器遥测信息由顶层至底层、从总体结构到单个元素的规范设计。首先,建立通用规范的航天器遥测信息分层表示模型,明确航天器各分系统的分支节点;其次,详细定义航天器遥测元素标记,包括属性、可选属性、下属元素等;最后,实现了遥测信息传递通用接口软件。设计验证结果表明:航天器遥测信息传递通用接口可实现遥测信息从航天器研制方到测控中心的无损传递,提高航天器设计制造、测控管理和应用效能。     

面向应急管理的天基系统需求与构建设想

针对应急管理对天基系统提出的增强现场灾情信息传递保障能力和尽快完善天空地一体化应急观测体系的需求,在分析天基系统应具备的先进感知使能、通信使能、导航定位使能及智能使能基础上,提出了我国天基应急管理支援体系构建设想。通过发射中轨观测系统、高分光学强机动星座,以及增加地面机动测控数传站,加强和完善灾害应急遥感观测能力;通过天地一体化应急管理云平台实现灾情观测数据的处理和分发。为了尽快实现天基应急管理支援体系建设,提出应发展高、中、低轨协同的天基通信、导航、遥感卫星的建议。     

标准化参数定义方法及其工具设计

不同卫星任务的数据特点需要设计不同的遥测数据格式，造成不同卫星任务之间遥测数据格式难以复用，需要重复进行遥测数据格式设计、协调、测试、验证以及地面相应设备的开发和解析处理工作。为解决以上问题，基于包应用标准（PUS）、可扩展标记语言（XML）遥测遥控信息交换（XTCE）的描述方法和XML格式化数据单元（XFDU）的封装方法，提出了参数定义方法，实现了工程参数从类型、参数到数据格式的标准化定义，并设计相应的参数定义工具进行验证。工具可用于航天器设计阶段，设计标准化遥测数据格式及其描述和封装，便于异构系统之间的数据转换。同时也可以用于仿真、验证和任务执行阶段的工作。该方法有助于实现星上端按需、灵活定义数据格式，提升星载应对紧急、未知、非预期等情况时的自主能力。     

基于灰色系统理论的测控设备状态预测算法研究

随着在轨航天器数量的增加,为支持航天器的可靠运行,地面测控设备需长期处于加电状态,这对设备状态检测与维护管理带来较大难度.提出两种基于灰色系统理论的GM和Verhulst测控设备状态预测模型,采用数据平滑和背景值改进等措施,对地面测控设备状态预测模型进行优化,有效提高了预测精度,并通过实例分析,梳理了两种预测模型的适用...     

基于组合赋权和云模型的遥测系统作战适用性评估研究

针对遥测系统作战适用性评估问题,构建了基于组合赋权和云模型的评估架构。采用AHP (Analytic Hierarchy Process,层次分析法)、改进变异系数法和最小鉴别信息原理确立指标综合权重;运用云模型理论,进行“黄金分割法”标准云设计和相似度匹配,确定指标等级差异,查找了装备作战适用性短板弱项所在,为遥测系统升级革新及新装备（软件定义遥测系统）研制开发提供依据遵循。评估方法可为遥测系统作战效能、体系适应性、在役适应性等类似评估提供参考借鉴,不断提高装备复杂环境下适应能力。     

一种靶场试验遥测数据处理与分析系统的设计与实现

针对靶场试验遥测数据特点,设计了一种遥测数据处理分析系统。作为靶场测试流程和飞行结果判别的重要环节,遥测数据处理分析系统软件实现了繁杂测试数据处理与发布、数据管理和数据判读与服务等功能。该系统的设计与实现为靶场数字化建设提供了重要支撑,具有较强的实用性与推广价值。     

航天器电源系统大功率智能配电技术

随着航天器功能的增多和容量的增大,对电源系统的配置、管理、故障检测与诊断以及可靠性和可维修性都提出了更高的要求,促使航天器配电技术向着大功率和智能化方向发展。文章介绍了“天宫一号”目标飞行器电源系统采用的大功率智能配电单元,并在此基础上提出了智能能源管理单元设计。通过采用智能数据处理、固态功率控制等改进技术,将大功率智能配电系统进一步提升和完善,拓展其应用领域,以满足未来载人航天和深空探测任务发展的需要。     

空间仿生可变构智能感知网络技术

基于仿生集群系统感知功能与行为的视角,提出了空间感知网络的若干前沿科学问题,包括仿生可变构异构空间分布式智能感知网络设计、单星自主机动对准和协调操控、星群协同相对测量与控制等。在干扰对抗态势下,空间感知网络的生存智能需求是保持各节点的可变构型网络、异构分布式感知与协调控制,从抗扰、容错和节能等角度提出了未来智能感知网络所应具有的安全、绿色和免疫等特征。仿生空间感知网络的目标是通过可变构异构分布式星群设计,实现星群多源信息融合和“眼、耳、脑、体、群”的智能协调,提高感知网络的智能协调能力以及对于空地目标与空间态势的感知、理解、预判和机动处置能力。     

Predictive Maintenance of Manned Spacecraft Through Remaining Useful Life Estimation Technique

Manned spacecraft pose challenges in terms of extremely high safety and reliability, and with the growth of system complexity and longer on-orbit operation time, the traditional management mode, such as monitoring the threshold of parameter passively, is difficult to meet the required safety standards. Predictive maintenance, which analyzes the system heath trend and estimates remaining useful life(RUL) to establish maintenance strategies ahead of time before failure occurs, is a new mode to approach maintenance tasks. Here, a predictive maintenance strategy for complex manned spacecraft is proposed based on the remaining useful life estimation technique. Firstly, a health index is established based on an abundance of telemetry data, reflecting the system's current health state. Secondly, we map the health index to the remaining useful life through system degradation modelling, taking into consideration both the system's stochastic deterioration and uncertainty. The maintenance and management strategies are then made based on the calculated distribution of RUL time. Finally, a case study on Chinese space station energy system predictive maintenance is presented.     

基于XML的遥测数据管理

结合XML与关系数据库各自在数据管理上的优势,设计了基于XML的遥测数据管理系统。其中,对遥测数据的存储除了直接XML结构化存储外,还提出了“数据分段”的方法存储大数据量参数,在实际系统运行中表现出很高的数据检索效率。由于XML文档在Internet数据发布上具有先天的优势,系统可直接将未解析的XML文档输出到客户端,因此提高了遥测数据的发布能力。     

基于SysML的远程专家保障装备体系建模及结构评估

未来联合作战呈现出体系对抗体系的特点,为满足作战需求对武器装备体系设计提出了更高的要求,实现动态作战环境下武器装备体系结构建模和评估是体系设计中的重要内容。基于联合作战背景下的远程专家保障装备体系想定,从体系作战需求角度出发通过SysML(系统建模语言)建立体系结构模型,设计远程专家保障装备体系结构视图产品,结合ExtendSim建立了可执行模型,并进行仿真分析和结构评估,为提升体系能力提出有效可行的建议。     

新一代运载火箭的数据驱动快速测试技术

本文提出一种数据驱动的快速测试技术。数据由箭上系统通过自检测(BIT)采集,经箭地高速总线传送至地面;地面数据处理终端采用与箭上系统相同的模型和算法,复现箭上的处理过程,从而判断系统中是否存在故障,实现快速故障定位。本文全面介绍实现这一设计的关键技术,包括箭上信息监测点的选择、总线窃听技术、飞行软件中的数据管理任务等,并示例说明各类典型数据的分析以及故障诊断和定位等。所有分析工作均实时自动完成,并能随测试用例的调整自适应地计算出新的比对结果,为提高系统级测试的覆盖性创造条件;并大大节省地面专用测试设备和数据分析时间,减少技术保障人员。