面向天地融合网络的无线资源智能分配方法

为满足天地融合网络全时、全域通信需求,采用认知无线电技术可实现有限频谱资源的感知与高效利用,有效缓解同频干扰问题。文章提出了一种用于天地一体认知网络的信道选择和功率调整的无线资源智能分配方法,在保证主用户服务质量的前提下最大化系统数据速率。首先,将天地融合网络建模为异质图结构,通过用户距离估计信道状态信息,并且利用图卷积网络提取和分析关键环境特征。其次,采用深度强化学习探索底层拓扑环境信息,通过试错与奖惩机制不断优化资源分配策略。仿真结果验证了所提方法的收敛性,并且证明系统数据速率能够得到显著提升。     

飞天神九的内里乾坤——神舟九号飞船“两总”专访

从半年多前神舟八号飞船返回舱完美着陆的那一刻开始,中国首个空间实验室天宫一号就一直在浩瀚的太空中静候着神舟飞船的再一次到访。而载着3名航天员的神舟九号飞船圆满完成与"天宫一号"的手控交会对接,也将我国航天事业推上了一个新的高度。在即将到来的发射任务面前,人们不禁要问:神舟九号的主要任务是什么?有何技术创新及突破?存在着哪些风险?它对未来空间站的建设有何意义?对此,本报记者专访了神舟九号飞船总指挥何宇和总设计师张柏楠,请专家一一解说其中的内里乾坤。     

新任务 新考验

在嫦娥三号落月成功的喜悦与长征四号乙发射失利的遗憾中,中国航天告别2013年,迎来2014年。 回首2013,中国航天取得的成就有目共睹： ——载人航天工程再次奏凯。2013年6月11日,航天员聂海胜、张晓光、王亚平乘神舟十号飞船升空,执行我国第二次载人交会对接任务。其间,神舟十号与天宫一号组合体联合飞行12天,完成三次交会、两次对接、一次绕飞,王亚平进行了太空授课,在轨飞行15天后,三名航天员安全返回地面。这是神舟载人飞船首次执行应用任务,是神舟飞船从研制飞行试验型过渡到实用型的飞跃,标志着我国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统。     

磁控热防护系统在天地往返运载器上的应用仿真

磁控热防护技术在高超声速领域显现出广泛的应用前景。考虑高超声速流动磁流体力学控制涉及的等离子体生成机制、多电离组分导电机理以及电磁流动能量/动量输运机制,通过耦合求解电磁场泊松方程和带电磁源项的高温热化学非平衡流动控制方程组,搭建了高超声速磁控热防护数值模拟平台。结合美国航天飞机"哥伦比亚"号（OV-102）近似外形和5种磁场配置方案,较为系统地开展了磁控热防护系统在高超声速"滑翔返回式"天地往返运载器上的应用仿真研究。结果表明：搭建的磁控热防护仿真平台具备偶极子磁场、均匀磁场、螺线管磁场及多个磁场组合条件下复杂外形飞行器气动热环境数值模拟能力,其校验结果与文献或飞行试验数据符合较好;采用合适的磁场配置能有效降低航天飞机的表面热流,显著改善了航天飞机的气动热环境,典型状态的表面热流下降25%以上;局部磁场方向与流动方向的夹角,在一定程度上决定了洛伦兹力的强度和方向,对磁控效果的影响明显。     

空天地一体化飞行器测控通信网技术探讨

未来对飞行器的测控已从单一的航天测控通信发展到对中低空的无人机、高空及临近空间的飞行器、卫星以及深空探测的航天器等飞行器的测控与通信体系结构。针对空中及空间飞行器系统对空天地一体化测控通信网络的需求,提出了利用宽带通信导航链路进行组网的总体思路,对其系统体系结构以及相应的关键技术进行了简要介绍。     

发展我国天地一体化信息应用网络体系

随着世界各国发射入轨的航天器的增多，包括地面应用系统在内的，多种卫星体系组成的集成化和天地一体化网络系统即将形成。本文在介绍了国内外天地一体化网络系统建设方面的现状与趋势的前提下，分析了建立该网络系统的必要性，并提出了我国建设天地一体化网络体系的对策和建议。     

构建天地一体化“六网合一”的综合通信网

我国现存通信体制多样,设备复杂,有线电话模拟和IP制式并存,移动通信GSM、CDMA、3G体制并存,许多行业、企业还采用了不同制式的集群、短波、超短波电台,近年正在迅速发展的卫星通信也多自成体系。通信体制多样,各类通信网均有显著封闭性,制约了我国现有通信资源效能的发挥,在应急通信中,成为应急通信的瓶颈。有效解决我国现存各通信手段间的互通互联,充分发挥现有通信装备作用,需要——     

基于RBCC的天地往返运载器动力方案研究

基于火箭基组合循环发动机(RBCC)的结构组成、工作过程和特点,结合某吸气式重复使用天地往返运载器所提出的动力需求,分析了采用RBCC组合循环发动机作为该运载器动力方案的可行性和动力系统指标,设计并计算了RBCC组合循环发动机在各个工作模态下的性能参数.针对相同的运载器使用要求,采用相同的总体和气动力参数,通过飞行弹道仿真,计算和比较了采用RBCC发动机和纯火箭发动机两种动力方案的天地往返运载器方案.研究结果表明,相对于纯火箭动力,采用RBCC动力能明显减小运载器的燃料消耗,并增大其航程.     

地月Halo与DRO支持的往返月球任务轨道

面向未来载人月球与深空探测任务需求,针对地月系统中低能往返环月轨道与平动点轨道的转移设计问题进行研究,在不同三体轨道下系统分析了环月轨道变化对任务飞行时间与燃料消耗等关键参数的影响,并提出月球往返轨道初值猜想搜索策略。为解决设计变量初值敏感性问题,结合空间不变流形与目标平动点轨道构型特性,采用微分修正算法快速构造初始转移轨迹。在同时考虑近月点与燃料最优转移多约束条件下,通过多重配点打靶法与序列二次规划算法对环月轨道与平动点轨道间往返轨迹进一步研究,并推导了约束方程的梯度公式提高计算效率。为分析往返轨道特性与验证设计策略的有效性,针对不同环月轨道倾角、三体轨道幅值等参数变化与转移时间、燃耗的关系进行分析,设计结果对探月飞行器近月空间部署往返轨道设计及参数选取具有重要的参考意义。