附加先验轨道约束的LEO几何法实时精密定轨验证分析

低轨卫星的实时精密定轨能够极大拓展其完成复杂科学任务的能力,例如实时环境监测、机动控制和卫星自主导航等.本文根据几何法实时精密定轨模型,提出了附加LEO先验轨道约束从而改善实时定轨的精度、收敛速度和稳定性的构想.分别采用广播星历、超快速星历预报部分和实时精密星历,设计了6种实时定轨方案,并利用Swarm-A,B,C星7天的观测数据进行方案验证与分析.结果表明,使用广播星历、IGU和IGC星历的方案精度递增,附加先验轨道约束能够进一步提升精度.使用IGC星历并附加标准差为1m的先验轨道约束后,在径向、切向和法向的定轨精度分别达到6.12cm,5.55cm和4.98cm.此外,附加先验轨道约束能够显著提升收敛速度,使用IGC星历平均收敛时间约为31min,附加标准差为1m的先验轨道约束后收敛仅需约4min.     

FocusGEO望远镜观测地球同步轨道目标的光度特性分类

基于FocusGEO望远镜2017年12月至2019年6月的测光观测数据,开展台站上空地球同步轨道（GEO）目标光度曲线的分类研究。通过对GEO卫星光度曲线特征的统计分析,建立了一种全新的GEO卫星分类系统,确定了各类GEO卫星光度曲线的占比,分析了光度特征类别与卫星平台的相关性。本研究将197颗GEO卫星的光度曲线分为六类,其中约90%的卫星可归为三类：典型类、BSS类和Ekspress类。光度特征分类与卫星平台无直接的相关性,但同一类别中平台相同或相近的卫星,具有相似的光度曲线。该分类系统可为位置相近的多个GEO目标的准确识别提供辅助手段,为目标异常监测和物理特性研究提供依据,对空间态势感知具有重要意义。

     

基于NiosII的SoPC系统在时统系统中的应用开发

N iosII处理器是一种用户可随时配置和构建的32位指令集和数据通道的嵌入式系统微处理器IP核,与传统的8/16位系统相比,无论处理器的结构还是开发手段上都发生了较大变化。本文主要介绍了N iosII的性能特点和基于N iosII的SoPC系统的功能构架,给出了基于N iosII处理器的SoPC系统在时统系统中的一种应用方案。其中重点介绍了该方案的SoPC系统设计实现和软件设计实现。     

深空X频段测速数据误差分析

X频段是深空测控的主用频段,其多普勒测速精度远高于S频段,这一结论在"嫦娥二号"任务X频段深空测控技术试验中得到了验证,测速精度约为1mm/s。针对X频段高精度测速,本文分析了目前采用的径向速度近似计算公式,理论分析其产生的误差在地月转移和环月轨道段可达1cm/s。通过"嫦娥二号"任务X频段测控技术试验,以事后精密轨道为基准进行残差分析,结果表明,相比精确公式,近似公式计算测速数据的残差会增加1mm/s,已与X频段测速精度本身相当,因此,多普勒测速近似计算在X频段测量中已不再适用,应使用本文中列出的精确计算公式。     

喷泉码在遥测应用中的误码扩散研究

喷泉码是一种近年来发展起来的适用于删除信道的纠删码技术,可用于恢复传输过程中丢失的数据。在火箭、导弹遥测信道下,不仅存在由于信号闪断而丢失数据的现象,而且存在由随机噪声引起的误码。若误码符号进入喷泉码译码器,则会引起严重的误码扩散现象。提出一种以喷泉码为外码、信道纠错码为内码的级联方案,并采用误码消除技术克服误码扩散问题,从而解决恶劣信道环境下(噪声信道+闪断信道)的数据传输问题。     

新型GNSS信号波形设计

在发射带宽严格受限的约束下连续函数波形信号较传统矩形波形表现出了较高的频谱利用率优势和优良性能,很有可能应用到未来的全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)信号体制中.在建立导航信号波形设计准则的理论模型基础上,研究了7种可能适用于未来GNSS系统的新型信号波形,在典型的宽/窄发射带宽条件下,通过仿真评估了传统GNSS信号和新型GNSS信号的精度、抗多径、抗干扰等性能,优选出BOCc和MSK两种适用于不同环境的信号波形: 在频谱资源充足的情况下,BOCc信号具有最优的导航性能;在频率资源受限的情况下,MSK信号兼容性好,抗干扰能力强,拥有较好的导航性能.最后,结合两类信号波形的优缺点提出了我国新一代卫星导航系统信号波形设计的建议.     

基于动态框搜索的星图中星点获取算法研究

分析星图中星点获取算法的具体流程,针对传统星体目标聚类方法的不足,提出了动态框搜索算法。首先采用固定像素框搜索区域最大灰度值点,然后以该点为中心,结合星图图像中真实星点的分布情况,采用大小可变的像素框进行星体目标聚类,最后采用加权质心法得到星点的中心位置。仿真实验表明,该算法能达到良好的效果。     

基于B/S结构虚拟仪器系统设计与实现

在网络技术高速发展的基础上,针对频谱分析仪的共享操作以及远程操作等问题,提出基于B/S（浏览器/服务器）结构的网络虚拟仪器系统的解决方案。系统通过仪器控制软件完成对多种接口频谱仪的监视与控制,并通过服务端软件以页面形式实现系统与用户的交互。该系统可以部署在局域网或者互联网上,用户可以通过浏览器实现对频谱分析仪的访问与操作。根据方案开发的实验系统,通过测试已经具备了设计的功能需求,实现了频谱仪的网络共享和远程操作,为用户提供了一种方便、容易的仪器操作方式,具有一定实际应用价值。     

低轨卫星多普勒频移特性的快速计算

地面站利用低轨卫星进行通信时,地面接收站接收信号存在明显的多普勒频移现象。为描述多普勒频移特性,首先分析卫星轨道偏心率对多普勒特性曲线的影响,分析表明：轨道偏心率越大,地面站接收信号多普勒变化率越大。其次,推导了卫星多普勒频移的计算表达式,并讨论了低轨卫星多普勒频移特性曲线的快速计算。仿真计算结果表明,该算法可以很好地描述任意低轨道卫星多普勒频移特性,并明显缩短了精确算法的计算时间,对于10 000km轨道高度卫星,算法置信度可达99%以上。     

上行天线组阵载波相位并行标校方法研究

提出了利用伪随机序列并行确定上行组阵各天线载波相位差的标校方法.该方法具有精度高、并行处理、所需时间短、标校通道一致等显著技术优势.利用现有的扩频测控多功能数字基带系统搭建实验平台,通过演示实验验证了该标校方法的正确性以及工程可实现性.实验结果与理论分析十分吻合.