一种星地激光通信载荷预对准算法研究

提出了一种基于GPS实时轨道预报计算星地激光通信载荷预对准方位俯仰角度的算法。算法考虑了卫星在轨运动过程中卫星姿态的变化及星地载荷安装角度的影响。对算法进行了软件仿真,给出了卫星经过地面站过程中星地载荷方位俯仰角度随时间变化曲线。利用专业星地链路分析软件STK(satellite tool kit)完成了算法的对比验证,对验证结果进行了分析,结果表明,算法能够准确计算星地载荷方位俯仰指向角度,与STK软件计算结果一致,具有很高的实时性与准确度。     

基于定点数据的星地量子通信数据仿真

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响.星地间距离的变化导致信号时间间隔改变,进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码.利用定点量子通信数据仿真星地量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能.通过分析时间同步方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动.用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进行了验证,结果表明模型匹配程度较好.     

小卫星姿态控制系统的地面测试方法

1 小卫星姿态控制概述 小卫星姿控系统主要由姿态测量敏感器、姿态控制器和执行部件三部分组成.姿态测量敏感器完成对卫星空间姿态的敏感和测量;姿态控制器让控制程序运行,根据姿态信息,进行姿态判断并发送控制指令;执行部件实现卫星的主动或被动控制.     

星地监控可视化系统的设计与研究

为了满足卫星导航系统的任务需求,利用实时生成的各类卫星运行的相关参数,建立了基于数据驱动的星地监控可视化系统。通过三维可视化技术,在监控执勤中实时展现星地系统的多维运行状态参数信息,快速加载并实时显示地球以及卫星星座等星地模型,为卫星导航系统的监控执勤提供了强大直观的信息查询支持。     

卫星导航星地对接模型系统的设计与实现

随着GPS、GLONASS、GALILEO等导航系统的建设,各种导航定位系统的卫星功能越来越强大,其性能也越来越受到重视和关心。在卫星发射之前,如何进行卫星的测试与试验,是必须面临的问题。建立一套星地对接模型系统,模拟仿真真实地面设备的导航信号环境,与卫星进行星地对接试验,对卫星进行功能检查和性能检验,是解决这一问题的有效途径。介绍了星地对接模型系统的工作原理设计和信号的模拟要求,详细阐述了星地对接模型系统各种特征的实现途径,并对模拟信号进行了系统实现。     

近地卫星测控中的一种GPS时间同步方法

针对近地卫星测控中的星地时间同步问题,首先建立星地时差模型,在重点分析星地时差误差源的基础上,提出使用星载 GPS 接收机的时间信息对卫星时间进行同步,并建立 GPS 时间同步模型,从理论上对星地时差进行误差源的比较和分析,最后应用于近地卫星测控。结果表明,利用 GPS 的星地时间同步方法的误差源少,时间同步精度高,误差在±1ms 以内,精度优于 1ms,并施用于在轨卫星长期管理与测控。     

微小卫星飞行姿态动环境规划算法研究

为了提高微小卫星的使用效率和生存能力,关键是提高微小卫星的低可观测特性,设计了一种以混沌算法和粒子群算法为基础的微小卫星低可观测飞行姿态动环境规划算法。通过对微小卫星飞行中的俯仰角和方位角等姿态角进行实时调整,可以有效降低微小卫星在威胁雷达方向上的RCS值,提高微小卫星的低可观测特性。粒子群优化(PSO)算法可以降低计算复杂度以提高规划的实时特性,加入混沌(chaos)运动可以提高算法的精确程度。通过对工作频率在VHF波段的威胁雷达对微小卫星的威胁性进行仿真,结果显示规划后微小卫星的低可观测性能明显改善,满足飞行姿态规划的需求。     

星地时间异步条件下快速建链方法

针对星地时间异步而导致卫星与地面设备无法正常建链的问题,提出了一种星地时间异步条件下星地快速建链的方法,阐述并分析了1 pps秒脉冲同步下星地信号收发关系,设计了针对大钟差卫星信号的盲捕算法,给出了盲捕模式下的星地快速建链流程,并采用地面设备对星进行了无线试验验证,实现了星地钟差在1 s范围内的星地快速建链。     

无线电时间比对中的时标偏差影响分析

结合星地无线电双向时间比对基本原理及模型,从机理和特性上分析了时标偏差对星地双向时间比对精度的影响,并利用实测的GEO、IGSO和MEO卫星星地双向时间比对测距值,计算比较了时标偏差对三类卫星的星地双向时间比对结果影响量级。结果表明:时标偏差影响主要体现在伪距变率项和伪距径向加速度项,当时标偏差不大于1 s时,伪距径向加速度项引起的影响可以忽略,1 s时标偏差导致的星地钟差偏差等于伪距变率的1/2;对于不同类型卫星而言,时标偏差对星地双向时间比对结果的影响不同,卫星运动速度越快,时标偏差导致的星地双向时间比对精度降低程度越大。     

卫星导航定位系统星地时间同步方法

星地时间同步是卫星导航定位系统的重要组成部分,其精度和可靠性对导航系统的定位精度和性能有重大影响。该文简要介绍了星地时间同步的基本原理,阐述了卫星导航定位系统星地时间同步常用的单向时间同步、双向时间同步和激光时间同步方法,并对这三种方法的优缺点进行了分析比较,对建立新型卫星无源导航定位系统应采用的星地时间同步方法提出了自己的观点。     

一种LEO-S频段星地链路传输体制研究

由于低轨卫星系统(LEO)具有传输时延短、传输损耗低等优点，对于实现宽带业务、终端的小型化非常有利；另外，S 频段抗雨衰能力强，天线尺寸小造价低，使其很适合卫星移动电话、区域内多用户间数据等业务通信场合。本文针对目前低轨卫星通信需求提出了一种 LEO_S 频段星地链路传输体制，结合用户数量及传输速率要求，对上下行链路的传输体制进行了研究，计算了上下行链路的余量，并有针对性地提出了星地链路抗干扰措施。     

国外激光链路中继卫星系统的发展与启示

激光链路中继卫星系统是指以激光波束为媒介,为低轨信息获取类卫星提供高速数据传输服务的卫星系统。国外已开展了多次星间、星地激光通信实验,已由强度调制/直接探测通信体制过渡到相位调制/相干解调通信体制,通信速率可达5.6 Gbps。卫星激光通信正向更高通信速率、组网应用、终端小型化、轻量化方向发展。在系统分析欧洲、日本、美国等国家典型星间、星地激光通信实验和中继卫星发展计划的基础上,讨论了激光链路中继卫星系统的发展趋势,总结得到对发展我国激光链路中继卫星系统的若干启示。     

一种低轨卫星通信的定时提前计算方法

低轨(LEO)卫星网络作为地面网络的重要补充,是未来天地一体化网络的重要组成部分。由于LEO卫星的高移动速度以及星地通信的大传播距离造成了高传播时延,因此需要新的针对LEO卫星星地通信背景的上行链路的定时提前量(TA)的计算策略。本文基于LEO卫星的星地通信场景,介绍了TA及其在协议中的规定,并针对LEO卫星的特点,提出一种LEO卫星通信的定时提前计算方法。通过仿真分析验证了所提方案的有效性,为LEO卫星星地通信系统的设计提供了参考。     

适用于海上卫星通信终端的快速测试系统

针对海上卫星通信终端在性能调试、系统联试和试验现场环节中关键特性的快速检测需求,设计和开发了一套便携式测试系统。测试系统可模拟生成码片速率为3.069 Mchip/s的星地前向扩频信号,接收解调数据速率最大为2.0 Mb/s的返向正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制信号,且具备快速检测终端捕获和跟踪卫星信号时间是否优于7.0 s的能力。采用软件无线电思想,基于Matlab的卫星信号模拟程序替代现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)完成数据的组帧、加扰和扩频处理,降低了测试系统开发难度和周期,并提高了适应性和灵活性。各阶段的应用结果表明,便携式测试系统能够快速测试卫星通信终端的关键特性,为现场及时发现并定位问题提供了可靠依据。     

Algorithm of SAR satellite attitude measurement using GPS aided by kinematic vector

In this paper,in order to improve the accuracy of the Synthetic Aperture Radar (SAR) satellite attitude using Global Positioning System (GPS) wide-band carrier phase,the SAR satellite attitude kinematic vector and Kalman filter are introduced.Introducing the state variable function of GPS attitude determination algorithm in SAR satellite by means of kinematic vector and describing the observation function by the GPS wide-band carrier phase,the paper uses the Kalman filter algorithm to obtian the attitude variables of SAR satellite.Compared the simulation results of Kalman filter algorithm with the least square algorithm and explicit solution,it is indicated that the Kalman filter algorithm is the best.     

星载SAR双程信道建模与仿真实现

目前卫星移动通信的信道研究主要集中在星-地单程链路对无线电波传播的影响,而在星载SAR回波信号的无线传播环境中,信号需要经过星-地和地-星的双程传播,2次穿越大气层,且要经过地面目标的反射。因此,有必要针对星载SAR的这个特点,建立星载SAR的信道模型,为回波信号的模拟提供参考。在经典的卫星移动通信信道模型C.Loo模型的基础上,考虑星-地和地-星链路损耗及地面后向散射系数,推导了星载SAR星-地-星双程链路的理论信道模型,并利用正弦和方法设计了与理论模型相对应的仿真模型,通过仿真验证了理论模型和仿真模型的一致性。     

一种共形阵星地通信地面接收波束形成器设计

为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器.采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理.系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能.系统内置整套卫星定位和数字波束形成算法,可根据上位机给出的星历平根数据,自主完成实时计算卫星位置、波束指向角度和权系数,可同时完成...     

时间同步方法研究与比较

星地时间同步和星间时间同步在卫星导航、国际通用时标的产生与维持等科研领域有着广泛的应用。本文研究了微波双向时间同步、卫星共视法和雷达辅助法等三种时间同步方法, 针对每种方法给出时间同步系统模型、同步原理,并提出了同步时序,推导出钟差解算的数学表达式。通过对各种方法主要误差源的比较分析,得出一些有意义的结论。     

空间预警系统中主动段弹道估计误差分析

空间红外预警系统仅可获得弹道导弹主动段尾焰红外辐射信号到达角信息,采用非线性最小二乘法可获得目标运动状态的迭代解.本文即针对其导弹主动段估计误差进行研究,通过理论推导得出状态估计的CRLB,并结合仿真结果给出其估计误差受预警星座分布、目标相对位置等因素影响的分析.