面向空间天文观测的序列图像无损压缩算法

空间天文观测任务会获得大量天文图像.对定点天体连续观测得到的序列天文图像具有时间及空间冗余较高的特点.为了减少序列天文图像的存储与传输的数据量,保证序列天文图像的完整性,满足科学目标的任务需求,需要对其进行无损压缩.本文提出了一种利用帧内压缩与改进的帧间压缩相结合的无损压缩算法,将序列天文图像的第一帧进行JPEG-LS帧内无损压缩编码,其余帧进行改进的帧间无损压缩编码,从而有效去除序列天文图像的时间及空间冗余,提高序列天文图像的压缩比.经过试验测试,改进后的帧间压缩效果优于帧内压缩效果,改进后的帧间压缩时间少于帧内压缩时间.结果表明,该算法简单且高效,适用于对序列天文图像的无损压缩.      

地面数字电视系统中载波同步方法

根据数字电视地面广播传输系统国家标准的技术特点和帧结构,提出了一种基于PN (Pseudo Noise)帧同步头的载波同步算法.首先在帧头捕获之后,接收端本地产生和接收帧头相一致的PN序列,根据帧头中的前后两个子序列的相关结果进行频率估计并矫正频率偏差,再根据PN相关峰进行相位纠正.该载波同步方案适用于地面数字电视系统中的3种不同的帧头模式,并且适用于单载波和多载波两种模式的帧结构.进行了理论分析和计算,给出仿真结果和分析.该同步方案具有同步速度快、抗噪声性能好、适合硬件实现等特点,并已应用于数字电视接收机硬件系统中.      

数字电视大范围载波频偏快速捕获算法

根据中国数字电视地面传输标准帧结构特点,提出了一种大范围频率偏差捕获方法.该算法利用PN(Pseudo Noise)序列移位相加后仍为PN序列这一特征,通过帧头PN序列与本地PN序列的差分互相关得到待求的频偏值,然后利用BLUE(Best Linear Unbiased Estimator)方法,在不损失频偏精度的前提下扩大频偏估计范围.该算法能在帧同步前快速捕获大范围频偏,为可靠实现帧同步以及频偏跟踪过程提供了必要条件.仿真结果表明,相对于传统的差分互相关算法,该算法能在一个帧头时间内快速锁定频偏,频偏估计范围扩大了H倍且频偏精度不变.     

卫星云图数据的同步技术

卫星云图的帧周期变化,数据是突发性的。为了提取帧同步信号,研制出“定位孔径技术”,可靠地提取帧同步信号。利用孔径技术的子帧保护,应用于实际系统,能连续、稳定、可靠的工作。     

FC-AE-1553网络传输性能评价

为了提高航天航空网络传输性能,提出一种通用的FC-AE-1553网络传输效率计算方法并研制高性能FC-AE-1553节点卡.首先,对FC-AE-1553网络的消息传输过程进行详细分析,分析信息类型,给出传输帧的格式建议,通过分析FC-AE-1553协议中各类消息传输的时间参数,结合FC标准中对通信时间的要求,提出FC-AE-1553网络交换中各种消息类型的通信时间计算公式.然后, 针对无差错传输和有差错传输两种情况,给出了网络传输效率的计算方法.最后,通过仿真分析数据帧净荷长度、节点处理时间、交换中序列数量、传输误码率、丢包率等参数对FC-AE-1553网络传输效率的影响,给出了网络优化设计的建议.依托某航天工程任务,研制了基于XC5VFX100T和MPC8536E的FC-AE-1553节点卡.实验结果表明:丢包对传输效率的影响可忽略;数据帧净荷为2 048 B,数据帧数量为16时,传输效率可达到77.2%.      

数字通信中帧同步检出方式的性能分析(一)

<正> 一、前言数字通信中帧同步码的码型选择及检出方式早有人作了大量研究,但是对于不同检出方式性能的讨论分析却较少。帧同步的检出主要靠帧同步码的两个特性:(1)帧同步码组的特定型式(或按一定规律变化的型式),(2)帧同步码组的周期性。本文着重分析了在码位同步的良好的情况下,帧同步码检出方式的性能。在空间数字通信中,采用了固     

共轴式无人直遥测自适应帧同步器及性能分析

某共轴式双旋翼无人直升机(简称无人直)遥测帧同步器以EPROM完成帧同步图样的相关检测,以软件实现帧同步逻辑和各种控制,以FPGA构成外围电路,能够自动适应无人机在不同工作状态下传送不同帧长和不同格式的遥测数据,并能支持较高的码速率(可达4 Mbps).通过性能分析,优化设计了各种帧同步参数.经过试飞,证明该遥测帧同步器性能良好,工作稳定,符合设计要求.     

一种新的无人机航拍图像压缩方法

针对无人机机载视频图像由于受到天气或电磁波干扰产生的异常帧引起的压缩码率波动问题,提出了一种基于对图像进行预分析,剔除异常帧后进行压缩编码的方法.对于几种常见的异常帧进行建模,分析了其图像信号特点,结合信号统计特性和其信息熵量度,可靠地检测出视频序列中的异常帧, 最后对剔除了异常帧的序列应用H.264标准进行压缩编码.理论分析和试验结果都证明此方法在不丢失无人机机载视频图像序列信息量的情况下,可以保持压缩码率恒定并提高了其压缩效率.      

基于电子数据存储技术的微机化遥测处理系统

通过对某一高码速率光纤遥测系统中数据格式、码速率、数据容量、数据存储宽度、数据存储速率等特点的研究，提出了一种基于大容量电子数据存储器的微机化遥测处理系统，对存储的大容量数据阵列中的帧码识别、分路控制方法进行了讨论，并对受干扰数据处理时帧同步码检测的检测门限和同步对策参数进行了分析，最后给出了整个微机化的大容量遥测数据处理系统的软硬件设计方法，通过在６．５ＭｂｐｓＰＣＭ系统下的运行实验表明，整个方     

以单片机为基础的并行相关帧同步器

介绍了一种采用并行相关技术实现的可变速率、可变帧长的帧同步器。它以８０３１单片机为基础采用硬件、软件相结合的方法实现主帧、副帧同步。并根据理论计算，得出容错门限、校核帧数。和保护帧数卢。该帧同步器已成功地运用于中国通信卫星ＤＦＨ－３在主动轨道段和过渡轨道段遥测数据的解调。     

基于弹载遥测图像加密域的可逆信息隐藏算法

针对弹载红外遥测数据下传带宽受限,图像接收端内容受损的问题,基于对称加密系统与差值直方图平移算法提出了加密域可逆信息隐藏算法与红外遥测图像相结合的方案,一方面可以将弹载遥测数据嵌入到红外遥测图像中,另一方面可以对红外遥测图像进行图像加密,保证传输过程中图像内容的安全性。在图像接收端,通过与图像发送端相同的加密密钥与嵌入方案进行图像的无损恢复与嵌入信息的可逆提取。实验结果表明：对于位深度为16,尺寸为128×128的红外遥测图像,利用图像冗余空间可嵌入15000比特左右的二进制数据,且保证了遥测图像与遥测数据的可逆恢复。     

用于卫星入轨段测控的箭载天基测控中继系统

为满足卫星入轨段关键遥测参数下传和遥控指令上传的需求,设计了一种用于卫星入轨段测控的中继系统,方案主要基于火箭现成天基测控终端和卫星现成测控设备。介绍了中继系统的组成、工作原理和工作流程,研究了天基测控相控阵天线波束指向算法,设计了一种卫星遥测、遥控信号中继功能的地面测试系统。该箭载中继系统在快舟一号甲火箭上完成了两次飞行试验验证,两次飞行试验中继转发的卫星遥测数据完整,箭载卫星通信终端接收用户卫星遥测数据的载噪比大于20dB;地面测控中心接收天基遥测返向信号比特信噪比相对接收门限有3dB以上的余量。试验表明,该箭载天基测控中继系统通信链路余量充足,工作可靠,相比通过地面测控资源保障或卫星自身使用天基测控可节省一半以上成本。     

风云二号气象卫星指令与数据获取站

风云二号气象卫星指令与数据获取站是中国第一套集遥感图像接收与实时处理,多种云图广播与数据通信,以及对卫星跟踪、三点测距、确定卫星姿态、遥测、遥控等多种功能于一体,多载波体制工作的具有国际先进水平的大型综合站。文章对其任务、系统组成与功能进行介绍,给出了系统框图和主要参数。对研制全过程的重要技术问题,特别是对原始云图实时处理为展宽云图,三点测距等关键技术难点进行了较详细的分析。     

可编程存贮器在星上遥测仿真信号源中的应用

介绍了利用新型的电可擦除可编程只读存贮器以及一些辅助电路组成一个遥测系统仿真信号源的数据流产生系统。该系统首先依据遥测系统所需信号,在计算机上进行编程,利用计算机辅助设计,产生出符合要求的遥测仿真数据以及数据格式。通过E~2PROM 编程卡,将仿真数据及格式写入到E~2PROM 可编程存贮器中,实现了遥测仿真数据流可编程设计和自动生成。实际应用表明:该系统较好地解决了以往信号源中数据流产生电路复杂、通用性差、灵活性差、修改数据流的数据和格式不方便等问题;此外,数据流的可靠性和稳定性大大提高,更好地满足遥测系统的要求。     

小型遥测系统的容量和信道设计

论述了某型号无人机遥测系统中的容量和信道设计问题.文中对该遥测系统的组成和原理进行了介绍.结合具体的遥测任务需求,在容量设计中确定了数据传输率和使用的帧格式,在信道设计中,通过计算实际信道中的误码率,提出了相应的信道编码方案以确保数据传输的低误码率要求.     

无人驾驶直升机遥测系统设计及其实现

无人驾驶直升机要求其遥测系统能够在直升机高机动飞行的情况下确保遥测数据的可靠性;地面遥测设备要求简洁、高效、可靠以适应车载移动地面站安装使用.论述了无人驾驶直升机的参数测量、通信链路保障、以及遥测数据处理的设计与实现方法.该系统已经参加了多次外场试飞试验,实践证明其工作稳定可靠.      

Telemetry,telecommand and safety sub-systems for scientific ballooning from Hyderabad

Highly sophisticated balloon-borne scientific payloads have stringent requirement on the telemetry and command system. The development and fabrication of the on-board TT&C package for telemetry, tracking, command, safety and ranging for these experiments is done in-house at the National Balloon Facility (NBF) at Hyderabad. In the last few years, we have made major improvements both in the ground station and the on-board sub-systems, thereby improving the data quality, data handling speed and the general flight control along with aviation safety. The new system has telemetry data rate up to 1 Mbps. A reduction in weight, power and cost of the reengineered on-board integrated package has also lead to the ease of operation during field tests prior to launch and at remote recovery sites. In this paper, we describe the details of the new control package, its flight performance and our plans for portable S-band telemetry and telecommand system to cater to the balloon flights from Antarctic station and long duration balloon flights.     

Passepartout Sherpa – A low-cost,reusable transportation system into the stratosphere for small experiments

The Passepartout sounding balloon transportation system for low-mass (<$<$1200 g) experiments or hardware for validation to an altitude of 35 km is described. We present the general flight configuration, set-up of the flight control system, environmental and position sensors, power system, buoyancy considerations as well as the ground control infrastructure including recovery operations. In the telemetry and command module the integrated airborne computer is able to control the experiment, transmit telemetry and environmental data and allows for a duplex communication to a control centre for tele-commanding. The experiment module is mounted below the telemetry and command module and can either work as a standalone system or be controlled by the airborne computer. This spacing between experiment- and control unit allows for a high flexibility in the experiment design. After a parachute landing, the on-board satellite based recovery subsystems allow for a rapid tracking and recovery of the telemetry and command module and the experiment. We discuss flight data and lessons learned from two representative flights with research payloads.     

Remote data communications and command system

Scientific ballooning missions in the continental United States have traditionally been limited in flight time due to the loss of local telemetry capability as the payload drifts beyond the horizon. A Remote Data Communications & Command System has been developed by the NSBF which allows both the recovery and display of limited real-time data and complete command control of a balloon payload that is within the telemetry horizon of a remote station. The general capabilities of this system are discussed here from the standpoint of two virtual systems which can be used independently or together as a single system.