九十年代的经卫星中继的跟踪和数据采集

新技术进展带来了许多新要求:数据增加、工作可靠性提高、覆盖范围扩大到同步高度以外,地面用户和航天器上实验组件之间更加直接的联系等。新技术的发展又开辟了研制跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)九十年代后继型系统的新途径。这种新的跟踪和数据采集系统称作TDAS。本文介绍了研制高成本效率TDAS必须研究的系统结构问题,其中包括系统要求,基本设计参数以及各种系统和技术问题。最后,本文按照任务性质及计划组织关系介绍了目前已订合同的TDRS研究工作。     

X射线衍射技术的发展趋势

多年来,X射线粉末衍射的计算和自动化一直是这类会议的主要议题之一。事实上,第一次描述这种测试仪器可以追溯到1967年。现代的仪器要比早期的精巧和复杂得多,但是自动化的目标始终没有变化。这就是用比手动操作的仪器更小的代价、更快的速度,获得更好的数据。的确,“懒惰是发明之母”。     

东靶场安全显示系统的改造

东航天导弹中心(ESMC)正准备用彩色图形系统取代原靶场安全系统中的单色CRT系统。靶场安全的任务是使导弹飞行对生命、健康和财产的危害减至最小。在完成这一任务中,靶场安全显示系统起着十分重要的作用,因为作出继续飞行还是停止飞行的判决主要依赖于该系统显示的信息。发射工作日趋复杂,靶场安全军官必须实时查看的信息量和复杂性也大为增加。因此,准备用新的显示系统取代现用的单色CRT显示系统。该新系统包括多台功能更强的主计算机,若干高分辨率和中等分辨率的彩色图形显示器。新系统有下列改进:用彩色、线条形、闪光改进显示;软件更易维护;扩大用户对显示的控制;承担目前由中心计算机系统完成的许多功能。     

用新的雷达校准和性能监视方法改善飞行试验的数据

性能更高的现代武器系统的飞行试验,要求靶场提供更加精确而一致的测量数据。外测系统测量导弹的位置和速度,是一种独立的外部数据源,用以鉴定武器系统符合设计指标的程度。虽然新的测量系统(例如GPS全球定位系统)提供弹道数据的作用在日益增加,但在最近一段时间,跟踪雷达和光测系统仍将是主要的数据源。按目前西部导弹卫星试验中心(以下简称西试验中心)所用的方法,测定雷达系统的误差并予以修正,是可以改善雷达的数据的。在测定雷达系统的误差和监视C波段雷达总性能方面,GEOS-3和安排在1984年发射的GEOSAT这类卫星起着重要的作用。利用GEOS卫星已经发现了许多问题,如果不予解决,将会大大降低保障导弹和飞机试验用的雷达数据的质量。     

阿里安运载火箭飞行试验用的C波段雷达的卫星校准

在欧洲阿里安运载火箭试射以前,法国国家航天研究中心对设置在法属圭亚那库鲁发射场和巴西纳塔尔站的雷达组织了一次校准会战。本文首先介绍校准用的设备并说明选择这些设备的理由。我们用了以下设备: (1)美国GEOS-3卫星上的三个有关设备;C波段雷达应答机、激光反射器、供多普勒测量用的162-324兆赫发射机; (2)设在库鲁、纳塔尔和图卢兹的多普勒接收机; (3)美国的激光测量结果; (4)法国国家航天研究中心的计算设施(图卢兹和库鲁的计算中心)。其次介绍一下在初校、设备同步和操作协调等阶段所遇到的各种问题。接着介绍所做的处理工作: ——用多普勒测量值求得质量好的当地轨道根数集; ——将此轨道同激光测量值进行比较; ——鉴定各种雷达误差模型(垂直度、正交度、对准度、偏倚……); ——在同一处理过程中分离出雷达模型和轨道根数; ——进行自校准文章的最后部分介绍了处理的结果和这次校准会战的经验教训。所达到的鉴定精度为:对误差模型的参数来说为10-20微弧度,距离为几米,角度约几微弧度(此为最后处理所得的精度)。主要的经验教训有: ——做好校准会战的准备工作——做好设备的同步——选择一种好的雷达参数和轨道根数的处理方法(求解法) ——建议用精度较低但便于实现的简便的自校准方法。     

白沙导弹靶场的相差跟踪测量系统

这种相差测量系统(PDM)是一种射频干涉仪目标跟踪系统,它利用目标所辐射的遥测功率谱进行跟踪。为了增强靶场测量系统现有位置测量的能力,白沙导弹靶场正在自行研制一种PDM系统,作为高机动电子测角系统。该系统由二个远距离数据获取站(RDAS)和一个余弦数据变换设备(CCF)组成。每一个远距离数据获取站由二个正交基线配置的天线阵组成。对远距离数据获取站的硬设备利用了高速射频时分转换开关,以减少远站产生方向余弦所需的硬设备量。方向余弦变换设备收集每个远距离数据获取站的二个方向余弦,然后把方向余弦转换成位置数据,接着传输到靶场控制中心。本文将给出该系统的基本原理,叙述所提出的天线射频切换技术,以及两天线对组成的基线的计算机仿真分析。     

太平洋导弹靶场飞行安全判决方法

本文介绍了太平洋导弹靶场弹道式导弹试验中显示导弹飞行安全判据及作出炸毁判决的方法。该靶场研究了一套产生这种显示、自动作出炸毁判决的独特算法。采用这种技术后,大大改善了靶场安全和操作的灵活性。     

有关近赤道卫星圆轨道初始节点位置的一些有价值的分析结果

本文利用基于李氏变换的摄动理论,求得了近赤道卫星圆轨道倾角和升交点赤径的二阶长周期解。这种解包含了地球扁率与月—日摄动的平均效应。然后给出了对任务分析有用的三种算法。第一种算法求得了导致倾角减小至零的初始节点位置,以及达到零倾角所对应的时间;第二种算法确定了在给定的时间间隔内,使轨道倾角保持在规定值范围内的初始节点所在区域;第三种算法确定了在不采用任何机动控制的情况下,使卫星保持在规定倾角容差之内的时间最长的初始节点位置,并求出与之对应的最长时间。对于24小时近赤道卫星圆轨道,本文给出了第一和第三种算法的结果,并以简单的闭合形式给出。     

飞行试验鉴定用的测量、控制和估计的新方法

现代导弹武器系统飞行试验鉴定中所用的制导系统的精度不断提高,促使西部导弹航天试验中心关心和要求采用新的测量、控制和精度估计方案。由于采用了在相位(即距离)域采集和处理雷达多卜勒测量值的方法,外测精度和估计精度比起传统的在频率(即距离变化率)域进行测量有了很大的提高。这种多卜勒技术已经用到了C波段雷达上,但也可以应用到其它系统,尤其是GPS系统。通过应用测量噪声去相关方法,消除了控制和估计功能间的相互影响,从而实现了每一种功能的各自独立优化。采用了在数字计算中具有极好数值特性的平方根估计算法,确保了充分发挥愈益精确的测量设备和制导系统的潜力。这里所介绍的已在西试验中心得到了检验的方法,预期在未来的试验鉴定工作中将发挥重大的作用。     

IEC六年来的全数字化GPS接收机

本文介绍了州际电子公司(IEC)六年来在GPS信号全数字化基带相关处理方面取得的进展。最初,这种技术随着离散型数字式中规模集成电路而发展起来的。此后,在半定制门阵技术和最近的专用集成电路(ASIC)方面取得了进展,小型、低功耗全数字式GPS接收机得到高度发展。本文介绍了几代全数字化GPS接收机的设计方案。回顾了全数字GPS接收机技术,包括该技术出现以来所取得的进展。本文还介绍了12抽头并行数字式相关器的实施方案,最新研制的接收机中就用这种相关器完成快速捕获和跟踪。还介绍了数控振荡器和伪码产生器门阵。还设计了一种能在1ms以内快速初始化的P码产生器门阵,这样不需要旋动编码装置即可方便快速地多路复用。