基于星载GNSS数据的低轨卫星精密定轨

本文介绍了基于星载GNSS观测数据的低轨卫星精密定轨和轨道精度评估方法,并基于GRACE卫星的实测数据开展定轨试验。分析结果表明,基于星载GNSS的动力学定轨可获取厘米级的卫星轨道,为未来低轨星座的精密轨道确定提供参考。     

天象一号卫星自主实时定轨方法与评估

从低轨卫星的自主实时定轨的应用需求出发,详细描述了低轨卫星自主实时定轨的概念,并利用模块化思想将自主实时定轨分解成可实现的多个独立模块。在GNSS星载接收机平台上详细设计了硬件流程和硬件时序,确保了满足自主定轨的实时性要求。最后,在天象一号的GNSS星载接收机上完成了硬件实现和在轨测试,并利用实际飞行数据进行了各项指标评估。评估结果表明利用GNSS星载接收机可以满足实时定轨优于1 m的精度要求,可解决基于低轨通信星座的高精度时空基准建立和维持问题。     

星载GPS辅助低轨卫星运动学定轨方法综述

本文简要介绍了星载GPS低轨卫星定轨的背景、系统组成和主要定轨方法。重点论述了星载GPS低轨卫星运动学定轨的基本原理及方法,指出了各种运动学定轨方法的优点和不足。分析了各种运动学定轨解算的特点,并对星载GPS低轨卫星运动学定轨的发展方向进行了展望。     

基于UKF的星载GNSS地球静止卫星定轨算法

针对星载GNSS接收机的采样间隔较长以及EKF处理非线性问题会引入线性化误差的问题,提出了利用UKF进行GEO星定轨计算的方法。依照GEO轨道动力学特性建立了状态模型,并对星载接收机进行了可见性分析,将UKF算法应用于接收机输出信息的处理。仿真结果表明该算法比EKF更适用于定轨计算,尤其当因采样间隔较长而使得系统非线性较强时,仍可保证定轨结果拥有较高的精度。     

基于扩展Kalman滤波算法实现定轨

在只考虑重力场作用和大气阻力作用的情况下,建立卫星简化动力学模型。研究基于扩展Kalman滤波的星载GPS定轨,根据GPS观测数据结合简化动力学对卫星状态进行最优估计。在J2000坐标系下,使用STK软件模拟的轨道数据进行定轨仿真。结果表明,该算法能够大幅度提高定轨位置和速度的精度。     

基于星间测距的卫星自主定轨研究与仿真

提出了一种利用星间距离信息和扩展卡尔曼滤波算法确定卫星的位置和速度的方法。利用STK软件建立GPS星座,将1颗目标卫星与3颗参考卫星之间的距离引入一定的误差作为星间观测值,利用扩展卡尔曼滤波算法实现卫星的自主定轨。并对算法进行了改进,利用几何准确度因子GDOP值控制参考卫星的选择,消除了误差峰值。运算结果表明改进后的算法有很好的收敛性,提高了定轨准确度。     

地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨

下一代导航系统拟纳入低轨卫星（LEO）作为增强和备份。研究了地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨（POD）理论与方法,基于实测国际地面站（IGS）和低轨卫星星载GNSS数据,通过建立高精度动力学模型和观测模型,根据全球测站和区域测站两种情况进行了导航星与低轨星的联合精密定轨试验。结果表明,联合定轨可同时获得导航星和低轨星厘米级的定轨精度。低轨星作为高动态天基测站,对导航星定轨精度的提升程度可达20%~90%。     

测速定轨中的递推样条滤波算法

针对传统方法在全测速体制下实时处理能力不足,建立了基于递推样条模型的实时滤波算法。算法通过提高测量信息利用率,迭代更新模型参数以快速适应弹道的时变特性。仿真和实测数据的计算结果表明,算法鲁棒性较好,在平稳段落精度优于其它方法。算法就全测速体制的主动段弹道估计问题展开,但其原理具有一定的普适性。      

星载GPS定轨中精密GPS卫星钟差的改正和应用

低轨道卫星星载GPS精密定轨的最主要的误差源是在SA影响下GPS卫星钟的高频抖动。为了克服这一误差,本文分析了在SA影响下GPS卫星钟差变化的特性,探讨了利用GPS地面跟踪站的观测数据估算GPS卫星钟的可行性,建立了相应的算法和软件系统,并把由地面跟踪站的实测数据估算的GPS卫星钟差应用于星载GPS定轨计算,得到1m的定轨精度。     

合成孔径雷达并行成像算法研究及在曙光3000并行计算机上的实现

随着SAR成像技术的不断发展，对SAR图像的成像精度和实时率的要求也愈来愈高，尤其是军事领域，高实时率是SAR成像系统的一个关键指标。该文提出了一种基于CS成像算法的中粒度SAR并行成像算法，该算法中每一个处理步骤均能并行完成，是一种任务级的并行，适合于具有较高通信性能的并行处理系统。在曙光3000上的实验证明，该算法具有较高的实时率和并行效率。     

带摄动力拟合的低轨卫星实时定轨STCKF算法

针对低轨卫星实时定轨过程中滤波初值及轨道模型不精确导致定轨精度降低的问题, 提出一种带摄动力拟合的强跟踪容积卡尔曼滤波(Strong Tracking Cubature Kalman Filter, STCKF)算法.通过强跟踪滤波(Strong Tracking Filter, STF)的等价表示计算次优渐消因子以在线实时调整增益矩阵, 强迫残差序列相互正交, 有效降低了对初始状态的敏感性.使用欧拉预测校正法对带J₂项摄动的轨道动力学方程进行离散, 用多项式拟合函数表示其余摄动力以提高模型精度.仿真结果表明, 带摄动力拟合的STCKF算法可以有效提高实时定轨精度, 并且降低了定轨精度对滤波初值的依赖.     

基于Hadoop的PSO-KM聚类算法的并行实现

根据当前聚类算法与云平台相结合的趋势,针对聚类算法中的k-means自身的缺点,提出用粒子群优化算法优化k均值算法的初始聚类中心,并将改进算法运用云平台全程进行并行处理。以此达到高效、准确地处理大量数据的目的。实验证明,改进后的算法具有相对较高的加速比而且准确性和稳定性也得到提升,将聚类算法和云平台相结合是行之有效的方式。     

卫星入轨段多源测轨数据融合定轨的加权方法

针对卫星发射入轨段遥外测多种不等精度、不同类型的测轨数据放在一起定轨时的合理加权问题,采用基于微分轨道改进基本原理,推导得到适用于不同类测轨数据联合定轨的动力学条件方程,提出了依据不同测量数据均方差确定该测量元素对应的动力学条件方程权重的方法。仿真验算和实战数据检验表明,该方法充分发挥了分布于各种测轨数据中的高精度测元的作用,融合后的定轨精度得到显著提高。     

Parallel Viterbi algorithm implementation: breaking theACS-bottleneck

The central unit of a Viterbi decoder is a data-dependent feedback loop which performs an add-compare-select (ACS) operation. This nonlinear recursion is the only bottleneck for a high-speed parallel implementation. A linear scale solution (architecture) is presented which allows the implementation of the Viterbi algorithm (VA) despite the fact that it contains a data-dependent decision feedback loop. For a fixed processing speed it allows a linear speedup in the throughput rate by a linear increase in hardware complexity. A systolic array implementation is discussed for the add-compare-select unit of the VA. The implementation of the survivor memory is considered. The method for implementing the algorithm is based on its underlying finite state feature. Thus, it is possible to transfer this method to other types of algorithms which contain a data-dependent feedback loop and have a finite state property     

Parallel implementation and optimization of the Sebvhos algorithm

In this paper, a parallel Surface Extraction from Binary Volumes with Higher-Order Smoothness (SEBVHOS) algorithm is proposed to accelerate the SEBVHOS execution. The original SEBVHOS algorithm is parallelized first, and then several performance optimization techniques which are loop optimization, cache optimization, false sharing optimization, synchronization overhead optimization, and thread affinity optimization, are used to improve the implementation’s performance on multi-core systems. The performance of the parallel SEBVHOS algorithm is analyzed on a dual-core system. The experimental results show that the parallel SEBVHOS algorithm achieves an average of 1.86x speedup. More importantly, our method does not come with additional aliasing artifacts, comparing to the original SEBVHOS algorithm.     

Parallel algorithm for analysing activity networks on a tree-structured computer

A parallel algorithm for analysing activity networks is presented that works on a tree-structured parallel computer. The time complexity of the algorithm is 0(n ²/ p + n log p) with p (1 ≤ p ≤ n) processors for an activity network with n events (nodes). It is shown that the cost of this algorithm, which is the product of the parallel running time and the number of processors used, is less than that of each of the existing parallel algorithms for the same problem by at least a factor of n.     

Parallel algorithm for image rendering and its implementation

The authors present a parallel algorithm for fast rendering. A set of zones which can be concurrently processed is identified; this set is split into a number of subsets equal to the number of available processors. Each processor renders, in parallel with the others, a zone of its set     

阵列处理器中改进几乎空白子帧算法的并行化实现

两层异构网络中出现的小区间干扰协调是当前异构网络干扰问题研究的热点。针对软件实现增强小区调度几乎空白子帧(ABS)的干扰方案存在处理数据量大、速度慢的缺点,基于可重构阵列结构提出了一种动态ABS干扰协调的并行化硬件实现方案。该算法在增强小区内根据用户数动态分配ABS比例,以改善小区边缘用户的信道容量,通过流水线的方式使用多个轻核处理元(PE)实现并行计算以提高运算效率。测试结果表明,使用12个PE同时调度实现算法的映射,运行1983个周期,其性能比单个PE提升77.03%,该算法的并行计算能力得到显著提升,宏基站用户的吞吐量可以达到4.76 Mbit/s.     

船载卫星通信远程集中监控系统设计与实现

在分析船载卫星通信系统设备远程集中监控需求的基础上,设计和实现了船载卫星通信远程集中监控系统。通过采用多串口服务器、双线程队列和设备线程自调度、模型-视图-发布器(MVP)编程模式和可扩展标记语言(XML)技术、IP组播技术和数据库增量同步,分别解决了在系统实现过程中遇到的设备通信接口类型多、响应时间差异大、调整变化多和卫星通信传输带宽小等问题。应用表明系统运行可靠,能较好地完成对船载卫星通信系统的集中监视与控制。