航空宽带通信无线信号接入技术

主要研究航空无线宽带通信系统的无线网络信号覆盖(无线接入网)问题.提出了三种无线信号覆盖模型:地面基站信号覆盖模型、卫星中继信号覆盖模型、高空平台通信系统(HAPS)覆盖模型.然后从建设成本、技术难点、覆盖效果等角度综合分析了各个模型的优缺点.最后得到以下结论及建议:地面基站信号覆盖模型技术成熟,但是建设成本高,比较适合机场及繁忙的航线航路;卫星中继信号覆盖模型建设成本低廉,但是传输数据速率低,难以满足宽带通信要求,这种模型比较适合跨洋航线、非繁忙航线以及临时航线;HAPS(高空平台通信系统)模型覆盖范围广、工程造价低,但是技术不够成熟,因此可以作为未来航空宽带通信信号覆盖技术的选择.     

室内混合智能定位系统仿真平台框架研究

针对室内场景中实验环境搭建困难、鉴定评估样本少、实际系统与仿真系统需相互检验等问题，在介绍室内混合智能定位系统的基础上，研究了利用仿真技术搭建虚拟仿真实验环境。构建了室内混合智能定位系统仿真平台的体系结构和层次结构，论述了仿真平台涉及的理论模型及算法，并介绍了构建仿真平台的相关关键技术。研究结果能为用户提供一个具备环境建模、信号模拟、调度控制、可视化显示、数据存储、系统间交互等要素的室内混合智能定位仿真平台框架，为后续平台集成测试提供指导。     

地月L2点周期轨道的月球背面覆盖分析

地月L2点附近轨道具备独特的动力学和运动学特性,是月球背面探测任务的中继卫星首选布设位置。面向未来月球背面探测任务的中继通信需求,分析并研究了地月L2点周期轨道(halo轨道)对月球背面的覆盖。在圆型限制性三体问题模型下,研究并给出了halo轨道族延拓计算方法,基于延拓法设计了地月系大范围南北halo轨道族;给出了中继卫星的月球背面覆盖计算模型,定义了相应的时间覆盖因子;数值仿真了地月系南北halo轨道族的月球背面覆盖情况。研究结果表明:地月L2点周期轨道幅值和类型决定其对月面的覆盖性,幅值较小的轨道的月面整体覆盖性较好,幅值较大的轨道对月球南北极覆盖较好,南北族轨道分别有利于月球南北半球的覆盖。文章研究可为我国"嫦娥4号"月球背面探测任务的中继星轨道设计提供有益参考和借鉴。     

高空平台通信系统中基于预测的小区切换算法

在平流层的环境中,高空平台(HAPS)的扰动特性严重影响了通信系统的小区切换性能。在平台扰动和终端移动的场景中,基于固定门限的切换算法容易增加不必要的切换次数,切换性能较差。建立HAPS覆盖模型,用户终端根据其速度动态选择切换检测周期,提出基于接收信号强度差分最小均方预测的自适应切换算法,推导了无线链路失败率的上限。仿真结果表明,相比传统固定门限的切换算法,本文算法有效降低了不必要的切换,同时还可将无线链路失败率控制在1%以下,能够适应多种通信场景。     

喷丸强化Ti6Al4V钛合金的数值模拟

为了更加真实地模拟Ti6Al4V钛合金的喷丸强化过程,建立了一个基于概率控制多弹丸冲击靶面位置的三维喷丸有限元模型,以考虑喷丸强化过程中弹丸之间的相互作用。模拟了喷丸角度为60°和90°的两种工况,结果表明:对于相同的弹丸尺寸和初始速度,达到完全喷丸覆盖率和饱和喷丸强度,60°喷丸角度工况在单位受喷面积上需要的弹丸个数为15/D2(D是弹丸直径),90°喷丸角度工况需要的弹丸个数为35/D2;在达到完全喷丸覆盖率的过程中,随着弹丸个数的增加,喷丸强化的残余压应力逐渐增大并趋于稳定,而受喷表面粗糙度基本呈线性增大;在完全喷丸覆盖率下,相对于60°喷丸角度工况,90°喷丸角度工况的表面残余压应力较小,但最大残余压应力较大,表面粗糙度也较大。      

卫星测控站站点设置的基本原理分析与探讨

针对卫星发射和运行过程中,如何设置测控站以实现全程跟踪的问题进行了分析。对所有测控站与卫星运行轨道共面的情况进行研究,采用相邻站点测控区域相切的思想,获得了对卫星全程跟踪所需最少测控站数目的函数关系式。针对卫星高度为300、1000、2000km三种情况分别进行求解,结果需要设置的最少测控站数目依次为13、7、5。     

一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法

 覆盖航迹规划技术对于提高无人机的侦察能力和目标搜索能力具有重要的意义。首先从能量、路程、时间角度,理论上证明了转弯过程比直线平飞过程的效率低。其次给出了凸多边形跨度和宽度的定义,并把凸多边形区域的覆盖航迹规划问题转化为求凸多边形宽度的问题。最后证明了凸多边形区域的宽度只可能出现于“点边式”跨度之中,并给出了一种高效的“点边式”宽度算法。无人机只需要沿着宽度出现时的支撑平线方向飞行,即可以取得最少的转弯次数。通过仿真分析,证明了所提出的算法能够有效解决无人机在凸多边形区域中的覆盖航迹规划问题。     

区域覆盖混合星座设计

针对我国邻海海上运动目标探测的需求,提出一种由多种类型卫星构成的区域覆盖混合星座系统方案。选择了合适的轨道类型,利用轨道动力学特性保持不同高度卫星构成的星座的构形;提出了星座配置方案,确定了不同类型卫星的协同工作方式和顺序等;在此基础上给出了轨道设计方法。最后设计了一个由海洋监视卫星簇、光学成像卫星和SAR卫星组成的星座。仿真表明,该星座能够实现预定的设计目标,保持一定的空间和时间关系对给定地区进行一定时间间隔的重访。     

中继卫星系统地面云存储架构设计

针对中继卫星系统日益增长的海量数据存储需求,探索将云技术应用于中继卫星地面存储系统中,研究并设计了适用于中继卫星系统的分布式云存储的体系架构.该架构通过分布式存储和存储虚拟化技术,对存储资源进行了整合,将分布在不同地理位置上的存储网络,集合成一个大规模广域云存储系统,可提供整体存储和访问的功能,并实现对数据的高效“存”、“取”、“管”.与传统NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)架构分析比较,该架构从系统扩展性、可靠性和服务性等多个方面均更加具有优势,能够适应日益增长的中继卫星系统海量数据存储需求,解决中继卫星系统中大容量数据存储的瓶颈.     

Delineation of possible influence of solar variability and galactic cosmic rays on terrestrial climate parameters

The present paper has investigated the associations of solar activity (SA), represented by total solar irradiance (TSI), galactic cosmic rays (GCR) and terrestrial climate parameters in particular the global cloudiness and global surface temperature. To that end, we have analysed thirty five years (1983–2018) data of these parameters and have applied the Granger-causality test in order to assess whether there is any potential predictability power of one indicator to the other. The correlations among the involved parameters are tested using Vector Auto Regression (VAR) model and variance decomposition method. As a result of the above analysis, we have found that the TSI is an important factor and has contributed about 8.77 ± 0.42% in the cosmic ray intensity variations. In case of cloud cover variations, the other three parameters (TSI, cosmic ray and global surface temperature) have played a significant role. Further, the TSI changes have contributed 1.68 ± 0.03% fluctuations in the variance of the cloud cover while the cosmic ray intensity and global surface temperature have contributed about 4.89 ± 0.08% and 10.87 ± 1.41% respectively. In case of the global surface temperature anomaly both TSI and cloud covers have contributed about 5.07 ± 0.47% and 14.42 ± 2.13% fluctuations respectively. Additionally, we have also assessed the impact of internal climate oscillations like multivariate ENSO index (MEI), north Atlantic oscillations (NAO) and quasi biennial oscillations (QBO) on cloud cover variations. The contribution of these internal oscillations e.g. ENSO, NAO and QBO in cloud cover variation were reported as 7.48 ± 1.02%, 5.51 ± 0.16% and 1.36 ± 0.43% respectively.