基于FPGA技术的GPS卫星数字中频信号模拟器设计

高精度的卫星信号模拟器是高动态GPS卫星信号接收机设计的重要辅助工具。本文在对GPS仿真技术理论分析的基础上,提出了一种基于FPGA技术的硬件设计方案,与通常的设计方法相比,这种GPS卫星信号模拟器具有逼真性、可编程性强、易于使用的特点,为GPS接收机的设计提供了必要的支持。     

飞行器姿态对高动态GPS卫星信号模拟器输出信号的影响

利用 GPS测量空间飞行器飞行轨迹时 ,常因载体姿态变化 ,导致某些 GPS卫星信号中断。如果利用高动态 GPS卫星信号模拟器进行仿真 ,必须考虑这种影响。文中结合飞行器姿态、GPS天线方向图 ,提出一种新的 GPS可见卫星判断和模拟器发射信号电平确定方法 ,适用于火箭、飞机等目标的仿真     

卫星太阳电池阵模拟器工作模式研究

为了使太阳电池阵模拟器更真实地模拟卫星太阳电池阵在轨工作请况,首先,设计了一种易于工程实现的太阳电池阵模拟器硬件系统结构,同时为实现最大功率点运行,设计了卫星负载变换电路来实现卫星负载与太阳电池阵模拟器的阻抗匹配。其次,总结了太阳电池阵模拟器与卫星负载组成的系统的3种特性、6种工作点,分析了3种特性下系统工作点的建立过程。最后,采用太阳电池阵模拟器和卫星负载模拟器(电子负载)分别对3种特性下的系统工作模式进行了试验分析,试验结果证明了系统设计与理论分析的正确性和有效性。该设计与分析方法已在多套太阳电池阵模拟器中得到应用,使太阳电池阵模拟器与卫星组成的系统性能得到了优化。     

导航信号模拟器上位机软件设计与实现

卫星导航信号模拟器可以模拟产生各种动态环境下接收机所接收到的导航卫星信号。为接收机的调试和测试提供仿真信号源。完整的导航信号模拟器由上位机软件、中频信号产生、射频前端电路三个单元组成。文中对信号模拟器的上位机软件单元进行详细的分析,给出软件总体流程图,阐述主要模块的功能及其实现方法,包括人机交互界面、导航电文生成模块、载体运动轨迹计算模块、卫星位置计算模块和等效伪距误差计算模块。通过与商用(?)收机联试,验证了软件设计正确可行。     

卫星在轨故障地面诊断系统设计

为解决卫星在轨故障诊断问题,提出了一种故障地面诊断方法,并进行了诊断系统设计。在诊断方法中,建立了卫星各系统耦合的整星模拟器,利用卫星遥测与模拟器预测值形成残差,滤除遥测信息中已知的动态规律部分,缩小故障诊断阈值,提高故障检测的准确性,最后运用信号分析或机器学习的方法对残差实现诊断。诊断系统由遥测接口程序、整星模拟器、残差诊断程序、诊断调度程序、相关数据库和配套工具构成。从系统结构设计和算法的参数化设计两方面,分析了卫星故障地面诊断系统设计,并用建成的系统样机进行了验证。系统样机运行结果表明,这种方法和系统设计思路是可行、有效的。     

一种通用卫星导航基带信号产生方法

为了提高导航频谱资源利用率,取得各导航系统间良好的兼容性和互操作性,近年来BOC、MBOC(包括CBOC和TMBOC)和AltBOC等信号被GPS、Galileo和北斗等多个全球导航卫星系统采用,与传统的BPSK、QPSK信号一起播发。能够产生新体制导航信号且兼容传统导航信号的模拟器是卫星导航接收机研发和卫星导航信号系统验证的主要工具。BOC信号实现结构复杂、形式多样,在实现时其耗费资源多,软件设计兼容性差。为解决这一问题,提出一种基于传统QPSK调制方式的通用卫星导航基带信号产生方法,不仅可以产生各种新体制的BOC信号,同时兼容产生传统的QPSK信号。仿真分析结果验证了所设计信号生成方法的可行性。     

系统试验用红外地球敏感器电信号源的实现

介绍一种摆动扫描式红外地球敏感器电信号源的设计方法,满足卫星控制系统试验中不同轨道高度、地球敏感器不同扫描方式对地球信号激励源的需求,以辅助完成不同环境条件下的开环、闭环测试。经与光学地球模拟器对比,该电信号源能够满足红外地球敏感器在卫星控制系统地面测试时的使用精度需求。     

新一代导弹信号模拟器的设计及应用

介绍对一种能与导弹自动综合测试（简称综测）与故障检测（简称故检）设备联机，并实现全自动模拟综合测试与故障检测运行的智能导弹信号模拟器（以下简称智能模拟器），提出了一种新一代的战术导弹信号智能模拟器设计方法。该智能模拟器经与××导弹三级维护测试设备联机运行获得成功，并已通过成果鉴定。     

基于PCI的雷达视频信号模拟器设计与实现

介绍了雷达视频信号模拟器的作用 ,列举了常见的雷达视频信号模拟器的类型 ,提出了一种适用于高密度脉冲流复杂信号环境的雷达视频信号模拟器的方案 ,对各个模块进行了详细的讨论。对模拟器的主控台软件设计也做了较为详细的阐述     

GLONASS对跖卫星对导航接收机定位功能影响分析

针对运行于较高高度的航天用户,因会同时接收到GLONASS对跖卫星信号但无法区分而可能影响接收机定位功能的问题,分析了对跖卫星失锁重捕后因位置与伪距不对应,对接收机定位性能产生影响或导致解算出错的机理,发现当接收机工作高度大于208km时需考虑对跖卫星的影响。讨论了对跖卫星对接收机影响的发生条件,将其归为对跖卫星两星仰角均小于5°和一星大于等于5°、一星小于5°的两种场景。给出了工作高度大于208km且小于1 700km、工作高度大于1 700km,以及高轨应用时消除对跖卫星影响的解决方法。用卫星信号模拟器对两种场景的影响进行了仿真并对所提方法进行测试验证。结果表明:给出的方案能有效解决GLONASS对跖卫星引起的接收问题。研究可为兼容GLONASS信号的导航接收机的开发、测试和使用提供参考,对高可靠性航天用户导航接收机的设计有一定的工程实用价值。     

卫星表面放电效应模拟器研制

文章介绍了自行研制的卫星表面放电效应模拟器。根据模拟器基本原理和应实现的主要功能,提出了模拟器的技术指标和具体设计方案;研制了模拟器标定系统,并利用该标定系统对模拟器放电电压和放电电流脉冲特性进行了测试标定。结果表明所研制模拟器的放电特性符合卫星表面放电效应模拟试验的要求,可以用于表面放电效应评估。     

PD雷达导引头目标信号的射频仿真

介绍了脉冲多普勒 (PD)雷达导引头目标信号模拟器的实现原理及方案以及信号特征直接处理方法 ,一种新的应用于现代PD雷达的相参模拟手段 ,其原理是在雷达导引头的发射信号上直接引入时域、频域及空间的目标信号特征参量来产生目标回波信号。在论述比较各种实现途径的基础上 ,提出了模拟器的一种实现方案 ,该模拟器采用数字射频存储器(DRFM)技术产生目标距离延迟 ,通过大动态程控衰减器实现目标信号幅度处理 ,由直接式数字合成器 (DDS)模拟目标多普勒频率 ,利用天线阵列模拟目标信号的角位置     

一种多体制的卫星测控模拟器

提出了一种多体制的卫星测控模拟器的设计,兼容统一载波测控体制和扩频测控体制,也兼容脉冲编码遥测格式和高级在轨系统遥测格式。采用"软件无线电"的思想,在相同的硬件平台下,用不同的基带软件实现不同的测控体制,通过与不同的上下变频器相连,实现不同的测控点频。文章详细阐述了一种多体制卫星测控模拟器的系统组成、重要部分的工作原理和应用。     

基于TMS320F2812的CAN总线接口通用电模拟器研制

基于TMS320F2812及其内置CAN总线控制器,开发了一套适合多种CAN总线接口配置要求 的通用电模拟器硬件系统,用于某型卫星地面电联试系统中敏感器电模拟器的研制,取得了 良好效果。该电模拟器硬件系统具有CAN总线接口配置灵活、数据处理能力强、应用程序开 发方便、通用性强等特点,可用于卫星地面电联试系统中的多种电模拟器开发研制。
     

卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法

卫星控制系统半物理仿真是在实验室中模拟卫星在轨道上运动特性的一种试验方法 ,它通常用于验证卫星控制系统方案和性能指标。卫星控制系统半物理仿真包括将硬件接入路的卫星动力学仿真和运动学仿真。仿真计算机计算卫星的动力学和运动学方程 ;转台模拟卫星在空间的运动 ;目标模拟器用来模拟作为卫星姿态敏感器的参考目标 (太阳、地球和恒星等 )的环境特性。为了将控制系统硬件接入试验路 ,必须适当地处理一系列的关键技术。卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法适用于带有多种敏感器的复杂卫星仿真。     

用户星星间链路天线指向控制系统试验研究

仿真验证是设计控制器的重要一环。设计的用户星天线指向控制系统的半物理仿真试验系统是由天线样机及其驱动器、xPC实时仿真平台、图像处理计算机和中继卫星模拟器组成。中继卫星模拟器是试验系统的关键,基于用户星对中继卫星的跟踪规律,设计中继卫星模拟器。试验结果说明该试验系统有助于工程设计用户星天线指向控制系统。     

“鑫诺一号”卫星真空热试验介绍

“鑫诺一号”卫星在法宇航中心的空间环境模拟器中历时20天完成了真空热试验(包括热平衡试验和热真空试验)。文章对“鑫诺”卫星及空间环境模拟器作了简要说明,分析了试验的目的和要求,介绍了试验的过程和结果,并与我国同类试验进行了比较。     

太阳模拟器复杂构型卫星稳态 温度场的数值模拟

文章基于蒙特卡罗-区域分解法,建立太阳模拟器内复杂几何构型卫星稳态温度场数学模型;利用数值模拟求解卫星表面太阳辐照面积、红外和太阳辐射传递系数,得到不同辐照条件下卫星的温度分布;分析太阳辐照的非均匀性和不稳定性对温度分布的影响。计算结果表明:蒙特卡罗-区域分解法对于太阳模拟器模拟空间外热流的仿真研究是一种非常有效的方法;太阳辐照非均匀性对温度分布的影响大于不稳定性所产生的影响。     

基于存贮逻辑的通用串行信号生成方法

国内航空航天飞行器的研制过程中，经常重复研制信号模拟器，为了解决该问题，本文提出了一种基于存贮逻辑的通用串行信号生成方法，并给出了基于该方法的一个设计实例。     

高动态卫星信号模拟器四阶相位合成器设计

为实现北斗二号导航系统卫星信号模拟器产生的信号对高动态条件下载体特征的准确表示,设计了一种四阶相位合成器。理论分析了由量化误差引起合成器各阶次状态间的误差传递效应,提出了非对称结构的优化设计,以平衡各阶次状态误差对最终相位状态的贡献权值;对非对称合成器进行合理的线性化近似,构建状态偏差平方和的目标函数,并给出了使其最小条件下求解各阶控制量最优值的方法。最后对高动态仿真信号进行捕获跟踪分析,结果表明该合成器合成信号的等效伪距和速度精度可分别达到10 -3 m和10 -4 m/s,优于低阶相位合成器的精度;并通过对比实验,验证了合成器量化位数对合成精度的影响。