基于中继卫星的载人航天天基测控体系研究

基于中继卫星的天基测控系统在我国载人航天测控系统中扮演越来越重要的角色,本文从天基测控体系的优势入手,介绍了基于中继卫星的天基测控体系工作原理,并对天基测控终端的组成及关键技术进行了研究,给出了天基测控终端的组成原理框图及与中继卫星一天内可建立通信链路的情况。     

卫星导航系统标准现状分析

卫星导航系统是一种天基无线电导航系统,随着其系统应用的不断深入,相关技术标准的制定日益重要,已逐渐成为卫星导航产业化的基础。运用分析、归纳、分类和比较的方法对目前国内外主要卫星导航系统相关标准进行了详细梳理,并在此基础上分析了卫星导航标准的现状,提出了建立卫星导航系统标准体系的意见和建议。     

对低轨卫星星座天基测控服务模式的设计与应用

随着大规模低轨卫星星座的全面部署,对天基测控服务模式提出了新的挑战。分析了低轨卫星星座在常态运行、应急使用以及智能化应用中的测控需求;构建了新型天基测控服务系统,设计了前返向实时跟踪波束和全域静态波束组合应用的天基测控资源保障模式。提出了基于地面运管中心统一调度的天基测控服务模式,给出了即时计划驱动和“返向全时分发+前向业务驱动”两种典型模式下的系统工作流程,归纳总结了所述服务模式产生的效益。详细梳理了与所述服务模式相适配的卫星终端设计要求,明确了不同模式下的卫星终端工作状态。可用于指导后续对低轨卫星星座天基测控服务的工程化应用。     

基于北斗导航系统的全球天基测控技术

结合航天测控网的发展规划,对全球天基测控问题及任务需求进行分析。根据北斗导航系统的组成和任务支持能力,剖析应用北斗导航系统支持全球天基测控的通信过程。基于北斗全球导航系统组成,设计三种星座支持的通信方案,并给出了基于北斗导航系统的全球测控任务规划和结论。     

LEO卫星接收天线对北斗三号MEO覆盖性分析

低轨增强系统是将低轨卫星作为卫星导航系统的高精度天基监测站,与中高轨卫星定位系统形成互补,可增强定位的精度和完好性,助力构建GNSS全球天基监测网,同时通过提供高精度导航信号,助力提供全球准实时高精度服务。低轨导航增强系统处在同时同频全双工的工作状态,系统存在同频自干扰信号。针对该情况,首先,分析同频干扰对消技术对天基GNSS接收天线波束宽度的需求;其次,理论推导出GNSS接收天线与BDS-3 MEO卫星覆盖之间的关系,给出LEO卫星GNSS接收天线波束宽度最优值,该值既能最大限度降低同频干扰对消实现复杂度,又能实现LEO卫星作为导航增强的系统需求;最后通过工程实际证明该波束宽度的设置合理性,为后续实际工程起到一定的指导意义。     

基于临近空间飞行器的区域导航系统关键技术分析

在战时环境下,GPS、"北斗"等全球卫星导航定位系统将受到敌方强力的电子干扰,从而导致其无法实现精确定位,为此提出了一种全新的无线电导航系统,即基于临近空间飞行器的区域导航定位系统。首先简要阐述了临近空间飞行器的特点,在此基础上建立了基于临近空间飞行器的区域导航系统的体系结构;其次从技术层面对其关键技术进行了详细分析,并提出了一些解决措施;最后对该区域导航系统提出几点展望,并指明了当前亟待解决的关键技术,对我国未来建立基于临近空间飞行器的区域导航系统具有一定的理论参考价值。     

近地卫星天基测控现状研究

针对现有中继卫星系统主要为特定用户服务、难以满足蓬勃发展的航天事业带来的海量天基测控需求难题,研究了利用现有地球同步通信卫星系统和近地轨道通信卫星星座对近地卫星测控的可行性和实用性,分析了它们的优缺点,并给出了中继测控应用实例。理论分析、实际用例和完成的仿真计算表明,上述3种类型的卫星系统设计都可以为近地卫星提供中继测控服务,但由于各系统设计的初衷和服务对象不同,在具体的应用效果上各有优缺点,这些优缺点为不同需求的卫星中继测控服务提供了多样性选择,用户可以据此根据其卫星平台测控管理要求、有效载荷的应用需求和性价比等因素,选择最佳的天基中继测控方式,实现高覆盖和低成本。     

临近空间飞行器低仰角测控通信中的自适应盲波束形成算法

由于临近空间复杂的大气环境,临近空间飞行器的测控通信系统与以往的卫星、导弹等系统测控有很大不同,针对低仰角测控通信所面临的多径反射干扰严重的问题,建立了系统的多径模型,提出了一种利用最大信干噪比准则进行测控通信的自适应盲波束形成算法,并进行了测控站固定和移动情况下算法性能的数值仿真,结果表明算法不仅具有很好的收敛性,并且权值的迭代能够使波束最大增益方向始终对准到期望方向     

航天器测控与GPS的空间应用

随着空间技术的应用和发展，现有的空间飞行器测控体系将会越来越不适应日益频繁的空间飞行要求。全球卫星导航系统的出现和应用适应了这种发展的要求，ＧＮＳＳ的空间应用将极大地促进空间测控体系的发展，演变，为新一代的空间测控体系一分布式测控体系奠定基础。     

天基信息系统一体化发展与启示

简要介绍了国外天基信息系统的应用现状及未来一体化发展规划,结合太空通信与导航计划、欧洲一体化空间基础设施和天基卫星群组计划等几个典型的天基信息系统创新项目,分析了国外天基信息系统的技术特点和发展趋势,从系统应用、体系规划和功能设计等几个方面对天基信息系统的体系融合及技术需求进行了阐述,并针对国内的发展现状及应用需求,提出了发展我国一体化天基信息系统的几点建议。     

测量船应用“北斗”二代导航系统的可行性分析

通过建模理论分析和数值计算分析了“北斗”二代导航系统的定位性能及其对测量船应用的 影响,论证了其应用的可行性。对其定位性能的仿真计算表明：“北斗”二代导航系统比GP S最大定位误差增大约12 m。推导了船位误差与定位精度的关系,计算分析了船位 误差对测量船引导数据精度和外测精度的影响,得出在该导航系统主要覆盖区域,其定位性 能能够满足使用测量船需求的结论。     

北斗卫星导航系统误差分析与评估

北斗卫星导航系统误差主要包括与卫星相关的误差,信号传输过程中的误差和用户段的误差。这些因素可以造成卫星导航系统在使用的过程中无法及时对定位准确性进行有效警告,告警限值出现明显误差,甚至造成定位结果无法使用和完好性故障。按照空间信号接口规范, 利用广播星历,精密星历,原始电文和伪距计算出了卫星轨道误差,卫星钟差,电离层误差,对流层误差以及用户等效测距误差(UERE)。使用 Propak6 接收机接收机场附近的实测数据,对北斗导航系统的各项误差进行统计分析,为北斗导航系统应用到民航提供了重要依据。     

基于TDRSS阵列天线的目标跟踪算法

采用基于跟踪与数据中继卫星系统构建的天地一体化遥测、跟踪与指挥系统,不仅能有效地提高遥测、跟踪与指挥的覆盖率、定轨精度、飞行器全程测量和对多目标的同时遥测、跟踪与指挥能力,而且能够完成各类对地观测卫星的高速实时数据回传的任务。与常规的测控系统不同的是,中继星的遥测、跟踪与指挥是在地球这一复杂的背景环境下进行的,因而会受到各种各样的干扰。采用阵列天线对目标进行自适应跟踪可以实现空域滤波,使信号得到加强,干扰得到抑制。采用Matlab软件仿真了中继星对目标星的跟踪过程,并对两种经典的自适应跟踪算法（LMS,DMI）进行了研究。通过分析信号干扰比的变化,比较两种算法的跟踪性能。     

多系统卫星导航接收设备设计与研究

随着 GPS、Galileo、GLONASS 和我国卫星导航系统的持续发展和广泛应用，空间可接收和利用的导航卫星越来越多、导航信号越来越越丰富，本文针对多系统多频点信号接收的特点提出了卫星导航接收设备设计方案，分析了设计方案的特点以及相关技术的发展趋势，对接收设备的研制具有一定的参考价值。     

卫星系统的干扰监测技术

对卫星测控系统的上行链路实施干扰会导致整个系统的瘫痪,而干扰下行链路只影响干扰区域内的卫星通信,因此监视卫星上行链路受到的干扰具有重要的意义。简单介绍了卫星系统的构成及其技术特征以及干扰信号的类型及其特点,并在此基础上,根据地面站的接收信息监视卫星系统上行链路可能受到的干扰,提出了利用误码率监测、螺流检测、频谱监视和AGC电平监测等手段监测卫星系统受到的干扰。误码率由于具有定义准确、便于测量及判断门限明确等优点,因此可以将误码率作为主要的干扰监测参数。卫星系统的干扰监测技术可以为系统的抗干扰技术提供一定的参考和支持。     

船载USB半实物仿真训练系统设计与实现

USB系统是航天测控网的重要组成部分。提出了充分利用USB现有设备,以有线射频闭环方式与新研制的目标动态模拟设备闭环,构建船载USB半实物仿真训练系统的设计方案。给出了海上动态环境下空间目标轨迹的仿真生成和动态修正方法。设计了目标动态模拟设备,阐述了动态目标距离、速度、角度模拟的原理和实现技术途径。该系统的实现和应用大大提高了航天测控联调、演练和训练水平。     

临近空间伪卫星定位精度仿真分析

基于临近空间的伪卫星具有非常显著的定位优势,提出了基于临近空间飞艇定位的伪卫星方案。通过理论分析,设计了基于4颗伪卫星的最佳布局方案;通过仿真计算得到了伪卫星覆盖区域内各点的几何精度因子;通过对伪卫星的星历误差、星钟误差和对流层延迟误差等主要误差源的分析,计算得到了基于飞艇伪卫星的定位测距误差,并给出了伪卫星覆盖区域内用户的定位误差。仿真结果表明,基于临近空间的伪卫星具有较好的定位精度,可以满足区域导航定位的精度要求。     

基于临近空间飞艇定位的伪卫星布局研究

为满足卫星导航系统由于某种原因暂时不能使用时的导航定位需求,提出了2种基于临近空间飞艇定位的伪卫星方案,重点研究飞艇独立组网定位方案。对飞艇的覆盖区和定位可用区进行了计算,得到在考虑仰角作用下飞艇的实际定位可用区域。通过仿真计算对伪卫星布局与几何精度因子之间的关系进行了分析,得到了伪卫星布局的基本原则,为实际应用提供了定量依据,并给出了伪卫星布局的最佳方案。     

临近空间定位浮空平台空间布局方案初探

"临近空间浮空平台"是指能够在"临近空间"区域长时间、准静止运行,并可承载一定规模有效载荷的可靠飞行器。临近空间平台的配置、稳定性、高度与拓扑结构关系到空间平台的覆盖能力和业务质量。面对"临近空间浮空平台"未来巨大的应用潜力,就"临近空间浮空平台"将来在导航方面应用中的空间布局进行了初步探讨,为构建一个"临近空间导航定位系统"打下一定技术基础。     

基于北斗短报文的卫星导航信号区域监测系统设计

设计了一种基于北斗短报文的卫星导航信号区域监测系统，可实现对指定区域卫星导航系统的持续全天候监测。针对北斗短报文可靠性和通信容量有限的特点，提出了一种带反馈重发机制的多卡自适应发送方法，可明显提高发送效率和可靠性。研究了一种多站联合干扰源交汇定位算法，并设计了导航信号区域完好性监测方法，可在出现异常时对干扰源进行定位并及时告警，具有较强的实用价值。