基于GDE 3算法的红外低轨星座设计

针对红外低轨系统,综合考虑定位精度、空间覆盖以及星座成本等因素,提出了红外低轨星座的设计准则,并定义星座性能的度量指标.然后,引入GDE 3算法用于红外低轨星座设计,该方法基于Pareto最优概念,能够得到多个最优解,适于多目标优化设计.通过星座建模和目标函数设计,进行了仿真实验.最后验证了设计得到的星座在多项性能指标上均优于已有文献中的星座.     

基于某机载视频部件智能检测系统的设计与实现

检测系统是检测产品功能、性能以及产品是否能满足用户需求的重要测试工具,机载计算机技术指标的测试从准确度、覆盖率以及稳定性、可靠性方面对其检测系统提出了更高要求。原始的视频信号检测需使用视频图像和测量工具相结合的方法进行,不易于故障定位及维修。主要阐述了基于某机载视频部件的智能检测系统的设计和实现,突破了原始的视频信号检测方法,检测系统通过对5种不同格式的视频信号进行自动检测,显示出详细全面的测试信息,实现了检测系统对被测件的智能检测,使得检测系统的故障覆盖率、准确度得到保证。该检测系统已成功运用于某机载视频部件,且性能稳定可靠,同样适用于其它机载设备中同类产品的检测。     

未知环境下无人机集群协同区域搜索算法

针对无人机集群在无先验信息的未知环境中协同搜索的问题,提出了一种以覆盖率为实时搜索奖励的无人机集群协同区域搜索算法。首先建立覆盖分布地图（CDM）来描述任务环境,并采用Hadamard积实现CDM的快速更新,继而基于CDM计算覆盖率来定量描述实时搜索效果。将无人机集群视为一个控制系统,基于分布式模型预测控制理论建立系统的预测模型,并将预测周期内最大覆盖率增量设为奖励函数,采用差分进化算法进行求解,得到最优解作为系统的最优输入。仿真结果表明,所提算法能够对区域进行覆盖搜索,在出现突发情况时,覆盖率远高于平行搜索方法。      

多太阳能无人机覆盖路径优化方法

为解决传统电动无人机在覆盖作业时存在的续航时间短的问题,提出应用多架太阳能无人机进行覆盖作业。首先,在建立了应用于覆盖作业的太阳能无人机的能量模型的基础上,提出了能量流动效率这一指标来评价太阳能无人机在作业过程中对能量的利用率。其次,针对边界存在障碍物的凹多边形区域和内部含障碍物的多边形区域,以总作业完成时间最短为优化目标,提出基于无向图搜索方法的覆盖路径优化模型,定义约束方程限制无人机按照一定规则访问无向图中的节点,通过混合整数线性规划的方法求解每架无人机的最优飞行路径。再次,考虑无人机转弯时的姿态变化对能量流动效率的影响,将总作业完成时间最短和总能量流动效率最高同时作为优化目标,建立双目标优化方程,在首先以作业时间最短为优化目标进行求解的基础上,通过有限遍历的方式选择使能流效率和作业时间相对最优的覆盖飞行方向及飞行路径。大量仿真实验表明,所提的优化模型选取不同的优化目标,应用于不同形状的待覆盖区域,适用性广,在工程上应用范围广、可行性强。     

低轨卫星的北斗反射信号海洋覆盖分析

北斗系统作为我国自行研制的导航系统，具有独特的混合星座特性，其反射事件在海洋上的空间分布和覆盖性能的研究成果较少。针对上述问题，模拟了北斗三号（Beidou System 3，BDS3）以及全球定位系统（Global Positioning System，GPS）空间星座，模拟不同性能参数的低轨接收卫星，在此仿真系统的基础上，计算反射事件在各仿真场景下的海洋覆盖率以及同时发生反射事件的卫星数量。结果表明：BDS3与GPS相比具有更大的反射事件海洋覆盖率，覆盖性能更优；仿真周期7天与1天相比,前者卫星产生的反射事件海洋覆盖率约为后者5倍；低轨道卫星（Low Earth Orbit,LEO）轨道高度越高，天线波束角度越大，反射事件海洋覆盖率越大；3颗LEO卫星下同时发生反射事件卫星数的平均值约为单颗LEO卫星的3倍。可通过设计多星组网来提高反射事件海洋覆盖率。研究结果对星载反射技术海洋遥感应用方面有一定的参考价值。     

Characteristics of equatorial nighttime spread F – An analysis on season-longitude,solar activity and triggering causes

To understand global variability and triggering mechanisms of ionospheric nighttime equatorial spread F (ESF), we analyzed measurements from satellite and a ground-based GPS station for the years between 2010 and 2017. In this study we present seasonal-longitudinal as well as monthly variability of ESF occurrence for solar minimum and yearly variations of ESF occurrence for solar maximum and minimum periods. One of the long standing open questions in the study of ESF is what exactly initiates the Rayleigh-Taylor (RT) plasma instability growth. This question is the focus of the present work. Zonal background eastward electric field and E × B upward plasma drift speed patterns are found to be critically important in understanding plasma irregularity formation. In addition to particular patterns observed on these parameters, the background plasma density in the local evening hours just before the onset of ESF occurrence is very important. Stronger plasma densities just before the onset of irregularities resulted in stronger plasma irregularities, while relatively less dense plasma just before the onset of irregularities resulted in relatively lower plasma irregularities. Seasonal variations in ESF activity between March and September equinox seasons with comparable plasma densities can be defined in terms of the rate of change of solar flux F10.7 (dF10.7/day) index. Strongest ESF occurrence and strongest dF10.7/day are measured in the same month out of all other months in 2016 and 2017. Longitudinal variations of ESF activity in our measurements are related to longitudinal variations of plasma densities. We also found that ESF occurrence is better correlated with rate of change of F10.7 index for months in equinox seasons than for months in solstice seasons for the years between 2013 and 2016.     

无线传感器网络覆盖新算法研究

目前无线传感器网络对时间空间连续分布的物理量进行监测时存在着节点分布不合理，覆盖效率低，网络计算量大等问题。采用流体力学中数值分析的动态嵌套网格技术，设计了一种新的基于动态嵌套网格技术的无线传感器网络覆盖算法。最后对该算法进行仿真实验，结果表明该算法在相同监测精度时所得到的覆盖效率、覆盖均匀性、能效指标等比传统的覆盖算法有所优化。     

基于智能图搜索的滑翔式高超声速飞行器路径规划方法

研究了高超声速飞行器在线路径规划问题。首先建立滑翔式高超声速再入飞行器动力学模型,在此基础上综合考虑高超声速飞行器在飞行过程中的动压约束、热流约束、过载约束等,对动力学模型进行解析计算,分析再入走廊,并进一步分析形成滑翔式高超声速飞行器的覆盖区域。基于飞行器覆盖区域并结合工程应用需求,提出速度分段的高超声速飞行器可达区域计算方法,确定在不同终端速度约束下的高超声速飞行器可抵达区域。并以此为基础,以各个速度分段的终端速度为节点,提出基于启发式路径搜索算法的分段路径规划方法,通过变步长图搜索算法可在飞行过程中在线确定各个速度分段区间的终点,完成分段路径搜索规划。最后通过数值仿真验证了所提出路径规划方法的有效性,结果表明,所提出的方法计算效率高,能够有效规划高超声速飞行器的机动飞行轨迹,具有一定的工程应用前景。     

飞行控制软件测试用例辅助设计系统原型的设计与实现

BranchTCase原型是针对飞行控制软件中分支结构的测试用例辅助生成系统,它可以分析统计被测软件中的分支结构,生成覆盖所有可达分支的执行路径集合,从而辅助测试人员基于分支覆盖设计测试用例。BranchTCase采用纯静态技术,不依赖动态插装,通过扫描被测软件的源代码,得到软件的基本静态信息,并构造程序的执行流程图,最后遍历得到执行路径集合。本文阐述了BranchTCase原型的设计思路,讨论了其中的静态扫描分析、结构分析、分支结构遍历等主要算法。最后以某型号飞行控制软件为分析实例,得到了覆盖其所有分支结构的执行路径集合。     

Temperature variability in the tropical mesosphere during the northern hemisphere winter

Temperature observations at 20–90 km height and 5°N–15°N during the period of December 1992–March 1993 from the WINDII and MLS experiments on the UARS satellite are analysed together with MF radar winds and UKMO assimilated fields of temperature and zonal and meridional winds. The correlation between the different datasets at the tropics and zonal mean wind data at mid latitudes is examined for period February–March 1993, when series of stratospheric warming events were observed at middle and high latitudes. Wavelet analysis is applied to investigate coupling between stationary and travelling planetary waves in the stratosphere and the upper mesosphere. Planetary waves m = 1 with periods of 4–7 days, 8–12 days and 13–18 days are found to dominate the period. Westward 7- and 16–18 day waves at the tropics appear enhanced by stationary planetary waves during sudden stratospheric warming events.