一种天通一号卫星通信系统应用处理单元

完成了一种应用于海上微小型浮标端天通一号卫星通信系统应用处理单元(AP)的设计与实现。AP单元不仅控制伺服单元实现恶劣海况下天线自动跟踪卫星信号波束，而且实现卫星通信系统快速接入天通一号卫星网络并进行数据传输的功能。模拟四级海况条件下的测试结果表明，浮标体横摇角在-30°～+30°范围内，AP单元驱动伺服单元实现卫星信号波束跟踪精度优于2°,通信系统在10 s内快速稳定接入卫星网络，能实现海上浮标和岸基站间1.2～384 kb/s码率的实时通信。     

对天线座架型式与高仰角跟踪关系的研究

分析了在伺服跟踪系统中采用A—E两轴座架型式和采用A—E—C三轴座架型式各自的优缺点。详细介绍了采用A—E两轴座架型式跟踪移动目标时产生正割补偿和跟踪盲区的原因以及解决正割补偿的办法。通过对船载A—E—C三轴座架船体运动的分解、坐标转换,指出了A-E-C三轴座架和A-E两轴座架型式的对应关系以及其之所以解决跟踪盲区的原理。     

GNSS导航卫星抛物面天线系统建设与测试

导航卫星的信号质量是影响卫星导航系统精度、连续性和可靠性的关键因素,为实时监测上海地区可见GNSS导航卫星的信号质量,建成了GNSS导航卫星抛物面天线系统;该系统可以对包括北斗导航卫星系统在内的GNSS导航卫星的空间信号进行监测,分析导航卫星空间信号的质量;GNSS导航卫星抛物面天线系统主要由3.2m抛物面伺服跟踪天线、GNSS信号中频采集器、数据存储装置、监测控制平台以及相关监测设备组成;介绍了导航卫星抛物面天线系统的建设及其测试情况,测试结果表明,所建成的抛物面天线系统可以对观测范围内的各卫星导航系统的各颗卫星的导航信号进行实时信号跟踪与监测,相关技术指标达到了预期要求。     

智能卫星电视天线控制系统的设计与实现

智能卫星电视天线控制系统能够控制卫星地面站天线自动寻星和实时跟踪。介绍了该系统的硬件组成及其软件设计。     

逼近与跟踪空间翻滚目标的图像视觉伺服控制

在空间翻滚目标的最终逼近与跟踪任务段,追踪星对目标星的视觉相对导航会因进入盲区而失效,而基于间接相对导航的位置视觉伺服控制精度太差.针对该问题,基于图像视觉伺服思想,直接利用目标图像特征点坐标,建立了超近距离姿轨跟踪的成像运动模型,推导得到指数收敛的图像视觉伺服期望广义速度、相对位置估计修正量,进而引入基于双滑模面控制律的相对姿轨耦合控制闭环,从而提出了间接估计辅助的图像视觉伺服控制方法.数学仿真结果表明:该方法的相对位置和姿态控制精度显著提高,可为空间翻滚目标最终逼近与跟踪任务提供安全、准确、稳定的相对姿态和轨道条件.     

高动态Ku/Ka双天线民航动中通系统设计

随着动中通控制及天线技术的逐步成熟以及用户对航空上网需求的逐步增加,结合航空制造及卫星通信技术经验,设计了一种Ku/Ka双频、双天线控制系统。该系统可根据机载计算机控制指令在不同地域快速完成Ku、Ka天线对星及卫星切换,保障链路通信正常,以最佳带宽服务理念为航空用户提供多层次通信服务保障。系统采用尺寸轻量化设计、融合高精度伺服控制技术、快速卫星切换技术以及高动态跟踪技术提高系统的动态响应及精准对星、卫星跟踪能力。该系统严格按照军品研制流程进行设计,已完成样机研制和地面相关试验,技术指标符合前期设计要求和具有良好的应用前景。     

浅谈采用单通道步进接收机实现C频段双星跟踪

通过对变频切换单元及单通道步进接收机的控制,该天伺跟伺服控制系统集信道切换、信标切换和天线驱动控制为一体,能自动实现Ku频段单星、C频段单星和C频段双星跟踪功能,操作灵活,使用方便。本文重点阐述C频段双星跟踪的理论依据及具体实现。     

恶劣环境下卫星移动通信性能研究

卫星移动通信系统具有覆盖区域广、传输稳定可靠的优点,可以实现运动载体（汽车、火车、轮船、飞机等）在运动中通过卫星来实现不间断的通信。针对卫星移动通信系统机动性强、需要天线在载体运动中精确对准卫星方向的特点,分析了恶劣路况环境对移动卫星通信的影响,提出了对伺服跟踪和通信系统的设计要求。     

基于STK跟踪与数据中继卫星轨道设计与仿真

发展跟踪与数据中继卫星对于构建天基测控网有着重要意义.概述了跟踪与数据中继卫星的定义与任务,阐述了跟踪与数据中继卫星通常选择的轨道,分析了地球静止轨道(GEO)中继卫星的地面覆盖特性和两颗GEO星组网的轨道覆盖盲区,以及中低轨卫星组网的步骤.提出了利用STK仿真分析中继卫星星座构形的方法,设计了基于STK的适合我国的地球静止轨道、大椭圆轨道、近圆轨道三种轨道的中继卫星星座与中低轨用户星的可见性仿真试验,通过对仿真结果的分析提出了我国中继卫星星座构形的初步设想.     

机载三轴稳定平台跟踪方法研究与仿真

机载二轴平台在跟踪目标时,方位角误差随着俯仰角的增大而不断变大.在天顶区域已经无法满足跟踪要求,为了解决二轴平台天顶跟踪盲区问题,建立了三轴平台的数学模型,通过坐标变换方法推导出空间位置矢量间的对应关系,提出了解决过顶问题的分段跟踪方法.对于在距地面5km的高度以150km/h的速度匀速飞行的无人机搭载的三轴平台,用分段跟踪方法在Matlab软件的simulink模块中进行计算与仿真分析,计算结果表明,所提出的方法中,平台的最大转动角速度为4.82°/s,远小于实际平台能达到的最大角速度20°/s,将分段跟踪方法应用于实际的三轴平台,平台的最大角速度为16.87°/s,实验表明该方法可以有效跟踪过顶目标.     

基于卫星遥感及数据库同步的气象灾害监测预警系统设计

为缩小预警监测指标与测试指标之间的数值差,实现对气象灾害现象的准确监测,设计基于卫星遥感及数据库同步的气象灾害监测预警系统。在中心站体系内建立自动监测站局域网络,按照实际响应需求,连接影像显示模块与预警、响应模块,完成监测预警系统主站部分的设计。求解遥感影像数据集,根据卫星信息堆叠系数求解结果,定义核函数任务映射表达式,实现基于卫星遥感技术的气象灾害监测信息处理。建立数据库模型,通过分析中间件性能需求的方式,确定监测数据的XML同步处理结果,完成数据库同步中间件的搭建,结合相关设备元件,实现基于卫星遥感及数据库同步的气象灾害监测预警系统设计。实验结果表明,卫星遥感及数据库同步处理技术可以有效控制预警监测指标与测试指标之间的数值差,其最大取值结果不超过0.26,符合精准监测气象灾害现象的应用需求。     

基于MPI并行计算的卫星遥感数据变化监测系统设计

为控制卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差,实现对卫星遥感数据传输变化行为的准确监测,设计基于MPI并行计算的卫星遥感数据变化监测系统。建立A/D转换电路与Zigbee网络节点的匹配关系,将所得卫星遥感数据按需分配给传感器模块与协调器设备,完成数据采集与监测终端的硬件设计。按照并行拓扑结构连接形式,实施MPI的基本调用,再联合数据进程编写原则,实现对MPI并行计算的完善。根据传感器几何校正原理,求取遥感数据度量值,再分析核函数表达式,完成对卫星遥感数据的处理。利用MPI并行计算,控制数据采集与监测终端的硬件执行设备,完成卫星遥感数据变化监测系统设计。实验结果表明,所设计系统的卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差明显缩小,能够准确监测卫星遥感数据传输变化行为。     

基于遥感卫星地面站伺服控制系统的研究

在地面站设备中,对于遥感遥测、测控测角而言,伺服控制系统都是重要的组成部分;从一个实际运动地球卫星地面站的设计和改造角度出发,探讨了伺服控制系统的系统工作原理、系统构成、系统配置、技术分析．相应性能的标校和检测,详细的叙述了环路的传输函数的数学模型建立、设计以及建站时可采用的简易、实用的检验校准方法,并提出了在编写程序时应当注意的问题和方面,比较全面的阐述了地面站伺服控制系统的设计和改造的过程,并在实际的建站过程中使用及验证模型和方法。     

基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统设计

针对传统恶劣气象监测预警系统的检测准确率低、预警时效性较差的问题,提出基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统。利用GDAL软件自带的读写功能,处理已读取的遥感影像基本信息,再根据辐射定标与亮温计算数值,完成卫星遥感影像的预处理模块设计。连接插件模块的逻辑结构,利用待集成的平台插件,控制下级遥感信息显示与预警模块,实现恶劣气象监测预警系统的设计与应用。按照系统多线程的同步与通信关系,完成遥感数据的云识别处理,实现卫星遥感程序与恶劣气象监测预警模块之间的实时交互。选取风向指标作为实验对象,分析对比实验数据可知,在不同风向条件下,卫星遥感型监测系统所检测出的风向指标均呈现显著性状态,能够及时响应系统主机的预警指令。     

基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统设计

灾害性气象的频发不仅给人们的生活带来了极大的影响,而且还危及生态环境的稳定。为减小实测气象数据与真实数据样本之间误差,实现对灾害性气象观测数据的准确监测,设计基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统。设置温湿度传感器及防辐射罩,按照数据信息传输网络布局形式,将风速风向传感器、雨量传感器、太阳能控制器接入既定模块单元之中,完成监测系统的硬件设计。利用多源卫星遥感技术,定义多源影像空间,通过分解数字卫星图像的方式,确定监测极值点所处位置,并计算相似性度量指标的具体数值,完成基于多源卫星遥感的灾害性气象图像配准处理。根据上位机组网模型,完善WINSOCK控件的连接形式,实现监测系统的执行程序编制,联合相关传感器元件,完成基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统设计。实验结果表明,多源卫星遥感技术设计系统的湿度测量曲线、气压测量曲线、风速测量曲线与真实气象数据样本之间的误差值均未超过2%,能够准确监测灾害性气象观测数据。     

基于航空遥感图像灾害区域定位系统设计

灾害发生时为缩小所获取定位区域与实发区域间的位置误差,提升遥感灾害定位的实时准确性,设计基于航空遥感图像灾害区域定位系统;选取关键的遥感定位信号,借助CC2430/2431结构,将其分享至航空传感器协调器、增强型8051内核两类元件应用结构之中,完成灾害区域定位系统的硬件执行环境搭建;按照遥感影像区域计算法则,完成直角坐标系的旋转变换,再通过检测图像边缘的方式,完成基于航空遥感的灾害区域图像处理;在此基础上,设置区域修正节点与遥感盲节点,以用于验证定位指令的执行有效性,联合上级硬件设备结构,实现基于航空遥感图像灾害区域定位系统的应用;实例分析结果表明,在X轴、Y轴两个方向上,航空遥感图像定位系统所采集到的灾害区物理坐标值均与实发区域坐标值较为接近,与ZigBee型定位系统相比,确实能够缩小误差值结果,实现对灾害发生区域的准确定位。     

基于APT控制技术的Ku/Ka双频机载动中通系统设计

随着航空用户对上网需求的逐步增加,结合航天制造、卫星通信及惯性稳定平台技术,设计了一种基于APT控制技术的Ku/Ka双频机载动中通系统。该系统具有较高的高动态响应及精准卫星捕获、跟踪能力；APT控制技术融合陀螺稳定、漂移补偿、多数据融合及精准伺服控制关键技术,系统采用程序跟踪、动态跟踪控制策略,可根据ModMan控制指令在不同载体扰动情况下迅速完成Ku、Ka天线切换及对星,保障链路通信正常,以最佳带宽服务理念为航空用户提供多层次通信服务保障。目前已完成样机研制和地面跑车模拟、摇摆台试验,技术指标符合总体设计要求具有良好的应用前景。     

机载实时数据处理系统研究与改造

基于卫星链路的航空遥感图像实时传输系统是为了监测大面积的自然灾害而建造的,对于取得灾害的第一手资料意义重大。机载实时数据处理系统是其中最重要的一部分,本文详细描述了其硬件组成及配置,并采用比较新颖的方法设计和编写了相应的软件,实现了数据接收、压缩、加密和卫星通信等功能。根据相关接口规范和传输协议,加上可靠的硬件和灵活的软件设计,实现了可模拟成像器有关功能的模拟机,该模拟机的成功实现为整个系统的研制和调试创造了非常方便的条件。该系统可以广泛地应用于防洪抗旱等部门,为防灾减灾提供了有力的参考方法和依据。