小卫星快速一体化测试软件的设计与实现

为解决不同型号批量化小卫星在贮存阶段测试设备多、测试设备通用性差、对测试人员专业化要求程度高等问题,提出了一种批量化小卫星的快速一体化测试方法,设计并开发了小卫星快速一体化测试软件,阐述了软件通用性设计方法,定义了插件的标准接口,利用设备管理插件的技术实现前端测试设备的统一管理,实现了"一键式"测试,降低了测试用户的专业化程度.该软件具有通用性强、可扩展性好、操作简单等优点,已在某小卫星的批量测试中得到应用验证.经验证,该软件通用性强,大幅降低了人力成本和设备成本,能较好地满足各类测试人员的使用需求.     

具有微弱信号检测能力的卫星地面站

介绍一种对微弱信号进行检测的设备。它能检测出从静止轨道上的飞行体上发现来的微弱信号，其强度为－１９０ｄＢＷ。该设备用目前已用于气象探测，地质，资源，通信，侦察等方面，文中简要介绍了检测方法及其初步应用结果，作为卫星地面站同时还具有其他功能，诸如测距定轨，转发云图信号及其他信号的功能，并能与其他卫星和地面站组网建成三点测距系统，可在站间实现通信，通话等功能，该地面站还具有同时发射和接收信号的功能。     

一体化小卫星综合测试系统的设计

在卫星的研制测试过程中,现有的测试设备通用性不强、开放性和灵活性不够、设备集成化程度低、自动化和智能化程度不高;通过提出一种小型化、一体化的综合测试系统的设计方法,并结合现有的资源进行了具体的项目开发,为未来的小卫星提升测试效率,降低系统成本,缩减系统规模探索出一条新路;实践表明,该方案在满足现有测试要求的情况下,在研制成本、系统体积、组建时间和无故障运行方面等均有较大改善。     

FPGA在卫星AOCS测试中的应用

在卫星姿态和轨道控制系统(AOCS)测试过程中,常常需要专用测试设备提供正确的输入输出,实现模拟测试所需要的条件。传统的测试设备是用通用的IC芯片构成的,研制周期长,修改困难,通用性低。FPGA技术采用硬件设计软件化的思路,使得数字系统设计更为简洁,并且能实现很大规模的信号处理。基于卫星电信号的测试原理,以FPGA为核心,设计了一个适用于APCI总线的通用数字信号测试模块,实现对卫星姿态控制测试中数字信号的采集和模拟。结果表明,该接口方案功能正确,结构简单,能适应实时系统的需求。     

卫星测控地检板卡设计与实现

随着当前小卫星发射任务激增,卫星的生产模式由单件小批量人工驱动向高自动化批量数字驱动转变,其地面测试模式也由传统的大卫星单星测试向多星柔性化、批量化、自动化方式转变。传统的卫星测控测试仪为单机形式,体积大、可扩展性差,并且设备价格昂贵,已经不能满足目前小卫星及批量化卫星对于卫星测控分系统快速测试的需求。该文研究一种基于PXI总线的板卡式卫星测控测试板卡,仅需要一块标准3U板卡即可实现基于USB信号体制的70MHz中频信号的USB体制卫星的地面测控系统测试需求,并可通过增加板卡数量的形式灵活扩展测控测试通道,实现测控测试系统的快速重构、快速升级     

星上一体化电子系统的FDIR框架设计与研究

传统的卫星往往要在硬件设计开发后,才能针对具体硬件平台进行星载故障检测隔离恢复(FDIR)设计,这就使得整个卫星系统开发周期增长,FDIR软件也无法重用.首先分析了星上故障检测隔离和恢复的特殊性和必要性,在概述FDIR的基本概念、相关技术方法以及卫星数据模型(SDM)平台的基础上,提出了一个基于SDM平台的星上一体化综合电子系统FDIR框架,既克服传统卫星针对"一星一平台"的FDIR设计,又能方便整星的信息融合,提高FDIR能力.     

基于TEC数据的含电离层闪烁卫星导航信号模拟

电离层闪烁导致卫星导航信号在传播过程中幅度与相位发生随机波动,严重影响接收机的性能。为模拟真实的受电离层闪烁影响的卫星导航信号,以供接收机进行性能测试,提出了基于电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)数据的电离层闪烁仿真方法。该方法通过输入卫星观测文件与导航电文获得电离层的TEC和仰角,利用TEC数据和各卫星仰角,估计出受电离层闪烁影响的各卫星导航信号幅度闪烁指数和相位闪烁指数,结合Cornell模型实现卫星导航信号模拟。该方法充分考虑了卫星导航信号闪烁指数获取困难,以及电离层闪烁对不同卫星导航信号的影响,能够高保真反演卫星导航信号。试验结果表明,该方法反演的电离层闪烁与实际发生的闪烁具有良好的一致性。     

合理接收CATV信号的简法—也谈黑白电视机天线插座改进

CATV有线电视信号通过光缆、电缆进行高质量传送,传真度高,图像清晰、节目丰富多彩、抗干扰性好,可靠性高,远较传统依靠无线方式传送开路信号优越得多。 CATV用户端子接口的阻抗是75Ω,传送的是VHF(甚高频)和UHF(特高频)的混合信号。一般全频道黑白电视机多采用VHF和UHF分体机械调谐器组合的方式接收电视信号。VHF与UHF两类调谐器的输入阻抗各有不同,VHF调谐器阻抗多为75Ω,而UHF     

基于DSP的GPS伪卫星中频信号源的实现

在全球定位系统信号不可见的情况下，可使用伪卫星系统扩展其使用范围。全球定位系统信号发生器是其中的关键组成设备。本文提出采用高速的数字信号处理器快速有效的实现中频信号调制，介绍了该系统软硬件构架以及实现过程，并利用扩展直接存储访问方式提高了数据调制和发送速率。最后分析输出信号的特性，表明此方案正确可行。     

卫星图像模拟源系统控制器设计

卫星图像模拟源是在星载图像压缩系统研发过程中,通过模拟多路CCD相机向卫星图像压缩系统提供多路图像数据的测试设备;该设备基于FPGA研发,需要对海量图像数据进行存取,使用SDRAM作为数据存储是一种非常有效的方法,然而采用传统的FP-GA芯片内部集成的SDRAM控制器无法满足该设备大容量、高速率存储的要求;基于此,提出了基于MicroBlaze和VHDL联合编程实现SDRAM控制电路的方法,该方法实现了SDRAM的高速读写,能完全满足卫星图像模拟源系统的需求。     

环境一号C卫星SAR闭环测试系统的设计与实现

环境一号C(HJ-1-C)卫星合成孔径雷达系统测试中,构建闭环测试 系统,模拟卫星星地信号传输过程,实现SAR系统成像功能、压缩方式和点目标特性的测试 。本文首先给出SAR回波信号的产生以及回波模拟器的物理实现,然后提 出在有线和无线两种方式下,利用回波模拟器构建SAR闭环测试系统的方法,最后给出基于 该闭环测试系统,对HJ-1-C SAR系统点目标性能指标测试结果。测试结果表明,该闭环测 试系统的构建,能够满足HJ-1-C SAR系统的测试需要。     

卫星导航软件接收机多采样率信号处理技术

研究了软件接收机多采样率信号处理技术.采用过采样技术来提高ADC的分辨率,实现对卫星导航微弱信号的检测.提出将软件接收机的软件设计成多采样率处理系统,即在捕获信号前首先对信号进行降速率处理,而跟踪环路工作时,依然采用降速率前的信号.仿真实验证明,该方案既可以提高对卫星导航微弱信号的检测能力,又能实时地实现对卫星导航信号的捕获和跟踪.     

一种卫星半实物模拟训练等效器的设计与实现

由于在实装上进行卫星地面测试的日常训练可能会造成设备的严重损耗,不能用真实卫星作为日常训练对象。通过分析大量卫星的供配电特性,设计半实物供配电设备模拟器,用其代替真实部件引入闭环回路,实现卫星内部供配电分系统的实物等效。以计算机为核心实现数据采集及数据处理系统,并可实时接收遥控指令、模拟生成遥测数据,配合地面测试系统响应测试流程。硬件实物仿真设计了数据采集、信号产生等硬件板卡,实现配电等效、指令等效、测量等效的功能。模拟器整体设计以PXI总线为接口,满足了系统的模块化及通用化设计,可方便实现其他模拟器的组合及扩展。经过现场运行表明及用户实际测试表明,该设备可完全替代卫星供配电分系统实现卫星电气性能模拟,有效配合地面测试人员的日常训练。     

多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现

针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方案的设计思想及实现。通过联合定位测试结果表明,该方案有效降低硬件平台及芯片的个体性差异带来的误差,实现信号同步生成,设计灵活、工作可靠稳定,对于低成本实现多系统多频点卫星信号模拟器的研究具有重要意义。     

基于导航卫星信号的采集系统设计与实现

针对导航卫星信号监测的新要求,提出一种集成了数据采集、处理、存储和回放功能的一体化卫星信号采集系统。该系统采用PCIe架构,系统带宽可达到全双工900MB;数据采集480MB持续数据,以及480MB突发数据;数据处理采用FPGA＋DSP联合架构,完成对数据实时处理;存储采用全固态结构,用Flash代替传统的磁盘存储;并且能够通过PCIe接口完成960MB带宽的数据回放。该系统具有性能高、集成度高的优点,可以运用在雷达、侦查等高端领域。     

可重构的卫星姿控仿真测试系统设计

对卫星姿控仿真测试系统的设计需求进行分析和整理,设计和实现一种采用CPCI总线、基于分层模块化的可重构的卫星姿控仿真测试系统,该系统完成了在差异较大的2个型号卫星姿控的仿真测试。仿真实验结果表明,该系统具有应用灵活、通用性和扩展性强等特点。     

卫星导航系统模拟电路故障注入方法研究

针对卫星导航系统电路故障中的模拟畸变TMB故障的机理进行了理论分析和仿真,着重研究伪码的相关函数和功率谱。基于现场可编程门阵列(FPGA)和调制方式的特性,提出了伪码先振荡后量化的设计方式,重点探讨了其在FPGA上的实现方法,并对关键的IIR滤波器的实现进行了分析。结合自研的卫星导航系统模拟器平台实现故障注入,对故障信号的相关函数和定位结果进行测试。结果表明,在该设计系统中随着振荡频率和衰减系数的增大,对系统的定位影响越小。     

基于多阵元的室内导航伪卫星系统设计

针对伪卫星定位过程中的时钟同步以及整周模糊度求解问题提出了一种基于天线阵列的同源四阵元伪卫星系统。系统采用固定导航电文参数设计的伪卫星脉冲信号体制,实现了伪卫星信号与卫星信号在商用接收机端的兼容,为伪卫星室内定位的推广与普及提供了基础。同时提出一种应用于该伪卫星系统的载波相位单差定位方法,由于其采用同源时钟,不存在信号间时钟偏差问题,仅需利用载波相位单差消除伪卫星与接收机间的钟差,即可建立载波相位单差方程实现定位解算,减低了算法复杂度。最后搭建伪卫星平台,实现了伪卫星信号的生成与接收,并对伪卫星的信号质量以及接收机端观测数据进行了分析,验证了该伪卫星系统信号设计及定位方法的可行性,对实际工程应用具有一定的借鉴意义。     

面向卫星系统仿真的可视化环境

卫星系统仿真在卫星系统分析、设计及评估中起着重要的作用.该文按照数值计算与图形演示相分离的原则,提出并实现了一个面向卫星系统仿真的可视化环境,主控程序(即仿真运算软件)通过基于Socket机制的进程交互接口实现对可视化环境的操控.该环境基于Win32多线程机制设计,各线程之间运用信号事件进行同步,并选用OpenGl作为实体建模与渲染之工具.该环境实现了关于卫星系统运行过程的动态三维场景、二维地图投影两种视图以及相关界面.目前,该环境已成功应用于多卫星系统效能仿真与评估等项目研制中.     

基于最小二乘支持向量机的卫星异常检测方法

异常检测技术在故障预测与健康状态管理(PHM)领域有着重要的作用,通过识别一个系统反常的运行状况,可监控卫星性能、检测故障、识别故障的根本起因,也可用于预测剩余使用寿命(RUL)以提高在轨卫星的安全性并减少其故障时间;提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的用于检测在轨卫星的异常状态的方法,该方法具有良好的学习、分类和概括能力,具体过程包括数据采集和预处理、特征提取、特征选择、异常检测等步骤;利用带有故障信息的卫星电源系统真实遥测数据来对提出的方法的可行性和性能进行验证,试验中选择LS-SVM的最佳参数(γ,σ)是(120,0.05),伴随着的交叉验证率是90.6%,验证结果证明了在卫星异常检测中应用基于最小二乘支持向量机检测方法的有效性。