新型紫外波段星载太阳定标板漫反射特性测量

星载太阳定标漫反板的漫反射朗伯特性及其辐照衰减特性直接决定了空间遥感仪器在轨辐射定标长期的精度和稳定性。为保证紫外高光谱探测仪的在轨辐射定标精度,在介绍目前常用太阳定标漫反板材料的基础上,提出了一种新型的紫外波段漫反板备选材料：高纯度不透明熔融石英材料HOD,并比对测试了该新型HOD漫反板与传统铝制漫反板的漫反射朗伯特性和辐照衰减特性。结果表明,32个等效太阳时(32ESH)的真空紫外辐照后,HOD漫反板在290 nm衰减为7.5%,优于传统铝制漫反板的10%。并且铝制漫反板在290 nm附近的朗伯特性最大余弦偏差约为40%,而HOD漫反板约为10%。因此,新型HOD漫反板在紫外波段的漫反射特性优于传统的铝制漫反板,可提高空间紫外遥感仪器的在轨辐射定标的长期精度。     

基于显著性检测的星载嵌入式跟踪系统

随着航天科技的不断发展,计算机视觉算法在卫星上的应用方兴未艾,为了实现更多的功能需求和应对可能的威胁,视觉目标跟踪作为其中基础但具有挑战性的任务更是至关重要。然而,目前已有的目标跟踪算法大多数算法只限于对图像序列进行跟踪。另一方面,受到硬件条件制约,很多优秀的算法因为复杂度较高很少被应用到星载嵌入式系统中。这些目标跟踪算法运行时,通常需要人为地给出目标的边界框。为了自动得到边界框,需要目标检测算法对输入图像进行运动目标检测。本文提出了一种基于显著性检测和相关滤波的单目标检测与跟踪一体化算法,并与嵌入式系统相结合,在搭载的TMS320C6678芯片上达到了2 048 pixel×2 048 pixel分辨率下24 fps的帧率。具体地,检测算法负责对图像进行预处理并获得边界框,然后目标跟踪算法给出目标在后续帧中的位置。为了验证算法在实际跟踪中的有效性,本研究搭建了一个由相机、DSP和云台组成的光学平台并进行了实验验证。在该系统中,DSP自动完成检测、跟踪、驱动云台和再检测任务,达到了很好的检测跟踪效果。     

一种高可靠的工业级星载计算机及其引导设计

传统星载计算机通常采用价格昂贵的高质量等级CPU和存储器芯片,用于保证系统的可靠性;因制造成本和研制周期等方面的限制,商业卫星计算机更倾向于采用商业现货器件(COTS),但其可靠性和安全性会随之降低;采用工业级SmartFusion2处理器芯片,提出一种低成本的星载计算机最小系统架构,并通过工业级存储器异构备份的方式,显著提高系统可靠性;在星载计算机软件设计中,应用软件会采用三模冗余的方式提高可靠性,但引导软件往往只有单份;为了避免引导软件的单节点故障效应,针对SmartFusio2星载计算机架构,提出一种基于多TMR副本的片外启动方法,此启动方法可进一步提高工业级星载计算机的可靠性和安全性,并成功用于多个型号商业卫星。     

CALIOP反演海洋颗粒物后向散射系数方法概述

颗粒物后向散射系数(particulate backscattering coefficient, b_bp)是海洋光学应用于海洋生态学和生物地球化学研究的核心参数。但目前常用的原位方法短时间内无法完成大范围的探测,被动水色遥感无法在缺乏光照以及有云的条件下工作,相比之下,主动遥感方式星载激光雷达可以突破以上限制,在海洋探测方面具有极大的优越性。2006年发射的CALIOP成为首个能够提供全球海洋b_bp数据的星载激光雷达,特别是为极地观测和昼夜观测提供了重要数据。文中详细介绍了CALIOP系统原理及其三级主要数据产品,重点梳理了利用CALIOP 532 nm偏振通道退偏比反演b_bp的方法以及后续的退卷积校正系统瞬态响应等改进措施,总结出了一套详细完整的反演流程,开发出对应算法并展示了b_bp的反演结果,旨在为我国未来星载海洋激光雷达的数据处理及应用工作提供参考。     

星载合成孔径雷达并行二维成像处理的实现

星载合成孔径雷达是一个二维成像雷达系统,其记录的雷达原始数据是二维不可分离的,把以,把雷达原料数据处理成聚焦的雷达图像是一个二维的成像处理过程。二维数字信号处理对计算系统的性能要求较高,需要很大的内存空间和很高的计算速度,传统的计算机难以胜一文基于大规模并行计算机平台,分析了星载合成孔径雷达的二维成像算法,设计了二维快速傅里叶变换的并行新算法,有效地实现了星载合成孔径雷达原始数据的并行成像处理。     

星载存储器吞吐率瓶颈与高速并行缓存机制

为解决目前星载存储器无法有效支持多路高速数据并行存储的问题,针对载荷数据高速输入需求,对基于NAND Flash的固态存储器的吞吐率瓶颈进行分析,根据固态存储器的固有写操作特性对有效吞吐率的影响,提出了四级流水线操作和总线并行扩展方案;针对多通道数据并行存储、流水线加载连续性等需求,对使用现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array)内部双端口随机存取存储器RAM(Random access memory)、外置静态随机存取存储器SRAM(Static Random Acess Memory)等已有缓存方案的不足进行分析,完成了基于同步动态随机存储器SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)的方案可行性分析与新型存储单元架构设计,最终提出了基于SDRAM的高速多通道缓存与存储协同调度方案.模型仿真与原型功能验证结果表明,方案在极限工况下可将4路高速文件数据连续并行接收缓存至SDRAM中,并可根据各分区缓存状态将文件数据按优先级自主动态写入Flash中,期间缓存无溢出,并最终进入常规动态平衡调度状态,实现了对多路高速载荷数据的并行接收缓存和自主调度存储,且存储器的数据吞吐率可达1.2Gbps,能够满足未来星载存储器对多路高速载荷数据存储的需求.     

某星载波控单机电磁兼容性设计

RE102是某星载相控阵雷达波控单机电磁兼容性测试重要项目之一,目的是定量测试单机壳体和所有互连电缆10 k Hz^1 GHz频段内对外骚扰强度.针对某星载相控阵雷达波控单机在内场进行RE102测试中多点超标的问题,基于波控原理,对波控单机内部电磁环境进行了分析,提出了采取接地、屏蔽、滤波等一系列设计改进措施.测试结果表明,改进后的波控单机辐射发射电平在80~100 MHz频段有超过25 d B的下降,所采用的辐射骚扰抑制措施容易实施且具有通用性,为类似星载电子设备的开发提供了参考.     

目标电磁散射特性对高分辨率星载SAR图像仿真影响

建立了考虑目标电磁散射特性时频变化的回波仿真模型,给出了目标电磁散射特性对回波在方位向和距离向的调制效果,并对典型目标进行了回波仿真和成像处理,验证了目标电磁散射特性对高分辨率星载SAR图像仿真的影响,并提出了高分辨率星载SAR图像仿真方法改进的方向。     

基于软件总线的小卫星系统软件可重用结构设计

提出了一种小型探测卫星系统软件的可重用性结构设计方法。为实现可重用性,软件结构采用了模块化策略,各任务模块间相互通信采用了“软件总线”概念。软件总线为每个任务模块提供一个简单的标准化数据通信接口,因此对某一星载系统任务模块的修改或增加或替换时不影响其它任务模块,同时某些场合,卖命通过对地面上实时地改变软件总线上的调度表内容的方法,很容易改变卫星的工作状态。在星载系统软件软件开发周期内,各任务模块通     

一种面向任务优化的多核心星务管理系统设计

为进一步提升小卫星的数据处理能力,对星载电子系统进行了优化设计.在现有可重构星务管理系统的基础上,提出一种多核心处理器星务管理系统设计方法.结合多核心处理器特点,按照硬件资源以及任务模式对星务管理系统的传统任务划分方法进行优化,将单一处理器任务集中处理的模式分解为主、协处理器双核任务处理模式.与哈尔滨工业大学试验卫星三号星载计算机的功能对比表明,多核心可重构星务管理系统在运算速度、控制计算精度方面优于传统的星务管理系统处理方式,有能力替代现有的星载计算机成为未来微型航天器的核心.