微纳卫星COTS器件应用研究

大量采用宇航级元器件进行航天器研制的模式,由于其“成本高、研制周期长、元器件性能不足”等缺点,已经难以满足微纳卫星“周期短、成本低、集成度高”的要求。因此提出了在微纳卫星上使用COTS(Commercial off-the-shelf)器件的方法;针对微纳卫星的特点,首先分析了微纳卫星对COTS器件的需要和风险,提出了COTS器件微纳卫星应用的选用原则、选用依据;在此基础上经过分析,提出了COTS元器件微纳卫星应用流程,有针对性提出了COTS器件应用的器件级和板级筛选方法,并开展了COTS器件的微纳卫星抗单粒子效应加固设计,进一步提高COTS器件应用的可靠性。通过在轨应用验证,结果表明,通过该方法选用筛选的COTS器件,在进行有效加固后可以满足微纳卫星在轨稳定运行的要求,同时为微纳卫星降低成本缩短研制周期提供了保障。该方法对COTS器件在微纳卫星中的应用提供了一般性指导意义。     

一种适用于微纳卫星通信系统的数字下变频算法

提出一种适用于微纳卫星通信系统的窄带信号数字下变频的M点平均降速算法,采用数据移位和减少数据位宽的方法,解决中频信号数字下变频中镜像抑制滤波以及抽取环节带来的资源消耗多、延迟大等问题.给出了该算法的FPGA编程实现,并与一般FIR滤波器进行性能对比测试.结果表明,M点平均降速算法有良好的镜像抑制能力,同时,算法对窄带信...     

生产线测控系统的串口通信功能实现

生产线测控系统中，软件所占比例日趋上升。一般的测控系统软件主要由界面（仪表面板），通信、参数数据库组成，本文主要讲述通信（RS－232串行口）部分。     

测控系统中的通信技术的应用

针对环境模拟试验测控系统，本文讨论了串口通信及TCP／IP网络通信在其中的作用和具体实现，并参照串口通信有关协议设计了网络通信的具体规则。在其中还运用了多线程技术以解决实时性问题和人机界面操作问题。目前利用本文开发的测控系统已投入运行，效果良好。     

S频段统一测控雷达健康故障诊断系统的设计

针对S频段统一测控系统故障诊断及健康管理的需求,给出故障诊断软件体系架构,并基于故障树的设备故障诊断开展了LNA+D/C设备状态评估设计。健康故障诊断系统以可更换单元或模块的监测信息为基础,综合利用自动测试和标校结果,收集、存储、诊断全系统设备工作状态,并依据建立的系统健康诊断和任务能力预测模型,实现设备健康状态预测和任务能力评估功能,为资源调度提供决策依据。     

小型分布式测控系统中的通信程序设计

本文给出一种在分布式控制和管理系统中,多路远程通信器的通信程序设计及与应用程序接口子程序的设计方法。通信软件作为后台程序常驻于内存,与前台应用程序并行运行。该系统已在石油化工、机械系统的测控中推广应用。     

导航类微纳集群系统构建技术研究

微纳卫星具有小型化、研制周期短、开发和发射成本低、可组网运行等一系列优点,在通信、遥感和导航等领域中都得到了快速发展,单颗微纳卫星功能单一,能力相对薄弱,因此多采用集群的方式开展工作;如何结合卫星研制、能力形成等多考量角度形成微纳集群系统构建显得尤为重要;文章以微纳集群协同实现导航类任务为前提,从卫星研制周期、发射响应时间、能力形成时间等角度提出一种导航类微纳集群系统构建技术,并从任务综合效能满足角度对所设计的集群进行方法层面的优化;系统建设能够为指定区域提供长期持续导航服务及有效的应急增强导航服务。     

串行通信的实现及在测控系统中的应用

介绍了在VB环境中实现串行通信的技术，提出了一种解决不可见字符传输的方法。由于VB中ActiveX控件(MSComm．OCX)提供了使用RS—232进行通信的所有协议和标准的事件处理函数、过程、属性和方法，且巧妙地将复杂的Windows编程封装起来，从而使得编程简单，易于实现。以具体的测控系统中工业PC机与智能仪表间的串行通信给出了开发实例，同时针对通信过程中存在的不可见字符的传输问题，提出了重复一字节构成双字节进行传输的解决方法。实践证明，该方法是简便有效的。     

微纳卫星系统可靠性评估方法研究

可靠性是产品的重要属性,在计算机的辅助计算下,可靠性研究飞速发展。微纳卫星系统的可靠性不仅体现了星上产品的质量,更代表了国家高精尖产业的水准。文章对微纳卫星的概念进行简单说明,针对微纳卫星产品长寿命、小子样和不可修的可靠性特点,介绍了基于统计分析、基于性能退化和多源信息融合的单机级可靠性评估方法。根据建立的系统可靠性模型,可以由单机级求出系统级的可靠性特征量,对微纳卫星系统的可靠性分析具有一定的参考价值。     

一种微纳卫星集成化载荷数据处理单元设计

为满足微纳卫星多载荷数据采集处理的需求,设计了一种集成化载荷数据处理单元,该单元作为载荷与微纳卫星进行数据交换的枢纽,具有多路载荷数字量和高精度模拟量采集通道,且具备接收注入数据、进行指令解码、载荷模式控制功能.通过双控制总线冗余、故障总线动态切换,提高了通信可靠性.该单元资源需求低,集成度高,具有一定的通用性.     

基于连通图的天地一体化测控通信网络仿真

以GEO,MEO,LEO卫星构建的空间异构网络为对象,结合泛在网络的异构、自组织、自愈和协同等特性,介绍了天地一体化测控通信网络的概念,建立了基于“骨干、接入”模型的多层卫星网络,探索了卫星网络被分割(不连通)情况下的测控通信网络路由技术。最后,通过OPNET仿真软件对CGR(连通图)路由算法、random路由算法和flood路由算法在不同失效节点个数情况下的网络性能进行对比分析,结果表明采用连通图路由算法的网络具有更好的自愈和抗毁能力。     

并行实时测控数据存储系统设计与实现

随着测控设备数量增加、数据码率的不断提高,传统的测控中心实时存储系统采用的串行化处理逻辑已经难以适应高负载的测控任务需要。采用SPMD（Single Program Multiple Data）思想,基于OpenMP和Qt设计并实现了一套并行实时测控数据存储系统框架。该系统通过引入M/M/1模型的排队系统,设计了一种适合并行实时测控数据存储系统的静态负载均衡算法,基于互斥锁完成了线程间的细粒度通信同步机制,借助于事件循环机制将Qt的信号与槽特性成功地嵌入OpenMP线程,保留了Qt图形界面良好的人机交互性能。实验结果表明该系统在高负载的情况下,相比串行测控数据存储系统而言具有更好的扩展性和实时性,能更好地利用现行单机多核系统的计算资源,获得更好的实时性能。     

面向微小卫星的星敏感器研究

研制了一款新型面向微小卫星的星敏感器,采用商用器件构成以满足微小卫星对小型化的要求.星敏感器由工业镜头、DSP、低功耗CPLD和灰度型CMOS图像传感器组成.为进一步提高测量精度以满足卫星的需求,针对星敏感器的成像模型进行了分析,并用恒星校准的方式补偿了光学参数;对恒星处理算法进行了分析,在图像处理环节特别地采用了中值滤波技术,解决了孤立脉冲噪声对星点提取的影响.基于地球自转的星座跟踪实验表明,所研制的星敏感器样机欧拉角回归标准差为30″,已可实际应用于微小卫星平台.     

实时测控计算机系统结构研究

论文概括了基于网络的功能分布式体系结构的特点和优势。针对实时测控计算机应用系统中数据处理复杂、实时性和可靠性要求高的特点,结合多处理机理论与模块划分原则,分析了系统中的功能分布问题,提出了适用于测控应用的功能分布式系统结构。     

集成化企业建模系统体系结构与实施方法研究

提出一种集成化的企业建模方法,给出了建模框架体系和基于工作流的过程视图建模方法,并设计了基于ＣＯＲＢＡ软件总线的集成化企业建模与仿真优化系统,将企业建模的生命周期加以扩展,提出４阶段生命周期的建模方法,并以工作流模型作为企业模型的核心,提出了实现企业模型到实施系统转化的两种可行方法。     

群决策支持系统通信部件的研究与实现

群体间通信问题是群决策支持系统(group decision support system,简称GDSS)研究中所要考虑的一个重要问题.目前,实现群体间通信主要采用通用的群件产品,但这类产品协调通信慢,灵活性差,且不易集成,不适合应急GDSS的协同通信.为了寻找一种应急GDSS快速协调性通信的方式,该文研究了一种混合式GDSS网络通信结构,在重点分析GDSS协调性通信功能的基础上提出一种新的基于TCP/IP协议的GDSS 通信协议——GDSSTP(GDSS transmission protocol),给     

Ka频段飞行器测控与通信系统设计

传统基于S频段的统一载波测控通信系统受工作频率低、占用频带窄的特点限制,无法满足现代及未来飞行器测控与通信系统对于高速数传、通信带宽、安装空间、克服“黑障”及抗干扰性等方面日益增长的需求,提出一种Ka频段直接序列扩频体制的飞行器测控与通信系统以解决上述问题;利用Ka频段频带宽、空间选择性好、减小“黑障”影响等特点,同时采用直接序列扩频通信体制实现遥测、外测和遥控等不同功能点频统一和信道统一,简化系统结构、减小设备体积;介绍了系统架构及主要设备组成,阐述了基带数据综合设备、Ka频段一体化终端设备等单机的详细设计及天线的选择,并给出了地面测试系统方案;该系统具备体积小、频带宽、扩展性好等特点,可满足未来飞行器测控与通信系统的设计与应用需求。     

混沌实时保密通信系统的一个方案及其实现

本文研究在网络通信环境下混沌实时保密通信的方案,并且分析了混沌加密斯所面临的密钥空间问题.本方案采用混沌加密级联DES加密在实现上解决混沌加密的密钥空间问题,并且RSA实现密钥交换,保证在网络通信环境下密钥的安全.本文还在NET Framework 平台上,用C#编程实现了一个点对点实时混沌保密通信系统.     

综合网管系统软件测试模型的研究与实现

综合网络管理系统对稳定性、及时性要求很高.论文在功能测试、性能测试和自动化测试等方面对测试流程及重点技术进行理解,通过对综合网管系统的结构和业务进行分析以及对软件测试理论的深入研究,拟定了一套综合网管系统测试解决方案,包括系统测试模型,功能测试模型和性能测试模型,并针对回归测试提出了一个自动化测试模型.提高测试效率,保证软件质量.     

航天器飞行及测控过程可视化系统设计与实现

针对航天器飞行及测控过程可视化问题,系统在设计、发射、运行管理、作战分析等各个阶段都起着重要的作用。为了直观准确地设计飞行器系统,采用可视化工具Vega Prime和开放图形库OpenGL,设计了航天器飞行及测控过程可视化系统,其功能包括实时显示地球、航天器和星空背景等空间对象运动变化过程,动态显示航天器轨迹、覆盖范围、测控设备跟踪测控和测控范围等本身不可见对象,以及多视点观察和多场景的融合等,并进行仿真试验。结果证明,系统不仅可视化效果形象逼真,而且具有开发周期短的优点。