空间站支持多任务动态时隙分配研究

为高效、灵活利用有限的空间信道资源, 提高空间站运营模式的动态性, 采用具有QoS (Quality-of-Service)保证的空间站支持多任务动态时隙分配十分重要. 根据空间站多任务特点, 提出一种基于IP的空间站通信网络架构. 根据探测任务的不同QoS等级, 重点研究了多任务动态时隙分配方法, 提出了一种基于预留的具有QoS保证的按需时隙分配方法. 基于NS2和STK进行仿真, 并得出如下结论: 空间站经中继卫星到地面的数据传输时延在0.23～0.35s; 空间站到地面的端到端传输时延受激活的有效载荷或航天器数目影响, 激活的有效载荷或航天器数越少, 端到端的时延越小.      

探空火箭箭头姿态控制系统物理仿真

探空火箭箭头是一种细长型自旋飞行器,为了在火箭发射前在地面充分验证箭头姿态控制系统的稳定性和性能指标,建立了以悬臂梁式三自由度气浮转台为基础的地面仿真验证系统,以适应细长型自旋飞行器的运动特点。该仿真系统可以验证箭头消旋、三轴稳定控制、姿态机动控制和轴向旋转控制等一系列任务需要的控制动作。首先介绍了该仿真系统具体各部分的详细设计,其次对姿控系统的算法进行介绍,最后对4种控制模式进行仿真测试。2016年4月27日鲲鹏1B探空火箭发射成功,姿控系统取得理想结果,验证了该仿真系统在地面环境下仿真的有效性和正确性。     

鲲鹏elax-1B火箭头体分离后章动运动分析与仿真

2016年4月鲲鹏elax-1B探空火箭在海南儋州台站发射.箭头与箭体分离之后,瞬间进入大章动运动状态,超出预期设计的技术指标范围.基于这种运动现象,分析了鲲鹏elax-1B头体分离后箭头章动可能的产生原因,建立了稀薄大气下准刚体箭头的姿态动力学方程,并通过数字仿真方法模拟了箭头的章动运动.与实际飞行姿态进行对比,得出了导致章动发散的主要原因,为后续探空火箭的设计提供理论参考.      

含无效云区域遥感图像在轨压缩方法

遥感图像中含有大面积的无效云区域,剔除云区域后的遥感图像形状呈现非规则特性。针对这类非规则遥感图像的压缩问题,在原始CCSDS IDC算法基础上提出了形状自适应CCSDS IDC压缩方法。方法以原始图像及其云掩膜为输入,对图像中的有效区域进行形状自适应小波变换,利用掩膜图像的Lazy小波变换结果指导小波系数编码,重新设计转义字及扫描字编码码表,最终构建形状自适应的比特平面扫描及编码方法。试验结果表明,压缩比一定的情况下,该方法可提高遥感图像解压缩后质量;图像质量一定的情况下,可以进一步降低数传带宽,增加在轨成像时间,进而提升遥感卫星在轨应用效能。     

基于分段TCP的空间站协议转换器设计与实现

介绍空间站与地面之间通信的特点及其对TCP(传输控制协议)传输性能的影响,从充分利用空间通信链路的角度出发,提出了一个适合于空间站通信环境的基于TCP分段思想的SCPS-TP(空间通信协议规范-传输协议)协议转换器。详细分析了协议转换器实现的关键技术,并对实现的协议转换器进行了性能测试。     

基于FPGA的IP over CCSDS设计与实现

首先介绍了TCP/IP(传输控制协议/网际协议)技术和CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的应用背景,从天地网络一体化和未来空间站与地面交互式通信系统需求的角度出发,提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的IP over CCSDS处理方法。详细描述了IP over CCSDS软件的实现方案和技术特点,并对其进行了测试和结果分析。     

探空火箭时差定位及定位算法研究

面对空间环境监测日益增多的需求,而常用的接收、跟踪定位设备却比较笨重且灵活性差,不能满足既机动灵活又适合于多种场合的要求.据此提出了一种基于时差定位(TDOA)的探空火箭定位方法及约束加权最小二乘定位算法.该方法具有接收可靠、移动灵活、定位精度高、成本低等特点,可用于多种场合的探空火箭定位、数据接收和处理.      

一种FPGA实现的序列图像目标多维特征实时提取方法

目标区域多维特征的建模表征是实现目标跟踪搜索的前提。传统的特征提取方法通常先连通出目标区域，再计算目标特征，实时性不强。提出了一种基于像素的连通域标记及目标特征同步计算方法，建立特征传递机制，利用标号映射表关联标号表与特征属性表，并在区域邻接时进行标号合并和特征属性同步传递计算，保证了目标区域连通完成即可输出目标区域特征。给出一种基于FPGA硬件设计的实现方案。仿真测试结果显示，此方法具有以下几方面优势：连通域标记耗时少，仅为(L×W+2n/m)×T_clk，接近理论最小值(L×W)×T_clk；利用循环缓存区存储图像，资源消耗小；标记与计算并行处理，提升了检测跟踪效率；多目标特征经测试验证结果准确，可有效支持后续的目标跟踪检测；具有理论与实用价值。