可见性矩阵驱动的星座网络模拟系统研究

自研星座网络模拟系统逐渐成为研究星间组网的必要方式,针对传统星座网络模拟系统和星座设计软件耦合度高,导致星座运动数据解析繁琐、拓扑和链路更新时耗较高的问题,提出了可见性矩阵驱动的星座网络模拟系统,研究了面向通信端口的星座动态拓扑模拟方案和基于数据库存储的链路配置方案。实现结果表明,可见性矩阵驱动的星座网络模拟系统具备高效的星座拓扑更改和星间链路更新的能力,为上层组网算法验证等工作提供时效性强的模拟环境。     

星间链路天线指向建模与仿真分析

星间链路天线指向的分析在卫星通信中非常重要.为了深入研究天线指向特性从而改善星间链路以及轨道构型的设计,通过仿真方法实现了星间天线指向的建模与分析.在介绍天线参数基础上,分析了天线方向图和天线指向模型.根据卫星是否同轨道面或同轨道高度,区别描述了4种不同情况下的天线指向特性.基于HLA/RTI构建了卫星网络仿真环境,通过建立由MEO、LEO卫星和地面站构成的仿真场景,对MEO卫星间链路和LEo/地面站与MEO卫星间链路的天线指向特性进行仿真,得出轨内和轨间星间链路在天线指向特性方面的差异,并提出对星间链路设计的建议.     

基于TDMA的星间链路时隙分配设计与仿真评估

基于TDMA的星间链路体制组网灵活,传输效率高,已成为今后星间链路的一种发展趋势;对于TDMA的星座网络而言,其时隙分配是影响业务时延的重要因素,文章就一种双层混合型星座提出了一种时隙分配方案,并对星座网络的传输进行了仿真,分别从广播和单播两种业务的角度针对星间链路传输性能的时延指标进行了评估分析,结果显示,该TDMA星座网络基本能在30s内广播全网数据,且单播时在地面站仰角不受限的情况下,绝大部分(95%以上)的境外星最多都只需要一跳即可到达,该结果会在地面站仰角限制增大的情况下随之递减。     

中继卫星星间链路的天线资源分配策略研究

中继卫星的数据传输主要是合理分配其星载天线资源接受各类数据并进行传输,为了提高接收多用户航天器数据的速度和实时传输能力,需要对星间链路的建立及天线资源分配等相关问题进行研究.首先对中继卫星与用户航天器之间建立星间链路的平台可见性条件进行了分析,提出了计算平台可见的一种简单算法.重点研究了中继卫星用于与多用户航天器之间建立星间链路的天线资源分配问题,提出了中继卫星天线资源分配策略,建立了相应模型并给出了求解算法.最后利用Matlab进行仿真,仿真结果表明所建模型及所提出的几种算法是合理的,可以为中继卫星的任务规划提供服务.     

基于三层卫星网络的星间链路性能分析

星间链路性能分析是建立星间通信的基础。以包含GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星的三层卫星网络为例,仿真了三层卫星网络层间卫星星间距离的变化范围。在设定星间传输体制、链路参数、传输损耗等条件下,分别分析了该三层卫星网络的GEO-IGSO、GEO-MEO和IGSO-MEO三种链路在Ka频段和激光频段的性能。结果表明,在Ka频段,0.5m天线仅需5W的发射功率,可以满足2Mb/s以上的星间数据传输率;激光频段仅需0.5W的发射功率,直径0.25m的天线,可以达到2Gb/s以上的星间数据传输率,激光链路更有利于星间链路性能的提高。研究结果在未来三层卫星网络建立星间链路时,为卫星的发射功率、天线直径和星间链路数据传输速率等方面的选择提供了参考。     

基于网络的可视化仿真研究

本文首先讨论了可视化技术的概念和意义，然后重点针对工作站上复杂仿真数学模型，介绍了一种基于异构网络的通用可视化仿真方法。该方法充分应用ＰＣ机，工作站和各自优势，共同协作完成复杂对象的可视化仿真重点讨论如何实现系统各个部分之间的数据通讯与同步问题。     

基于星间网络拓扑技术的星间链路优化设计

摘要：在星间网络环境中,全链路生命周期达不到预期标准数值,进而导致拓扑信道传输特性不能得到满足,基于此现状,设计星间网络拓扑技术支持下的星间链路优化方法。在网络拓扑框架中,规划星间传感器节点的具体位置,推导拓扑演化所需的机制条件,提升全链路组织中数据信息的理想生命周期数值,完成星间网络的拓扑结构设计。在此基础上,研究星间链路的基本结构形式,判断处理优化流程的合理性,根据具体的优化设计建立条件,完成静态与动态链路的优化设计,实现星间链路优化设计的条件与流程完善。联合LDPC码,构造标准的星间校验矩阵,并处理信道中编码数据的译码形态,满足拓扑信道的传输特性,完成星间信道的LDPC编码,实现基于星间网络拓扑技术的星间链路优化设计。建立星间网络环境进行比对性实验,数据结果显示优化后星间链路生命周期最大值提升至135ms,WIT指标数值始终保持在70%左右,拓扑信道传输特性得到满足。     

基于OpenGL飞行实时可视化仿真的研究

以建立的飞机六自由度非线性微分方程为基础，介绍了如何在C＋＋ Builder6．0的开发环境下利用OpenGL建立三维仿真平台，实现飞机飞行特性实时三维动画仿真。提供了直观的反馈和针对仿真可视化设计的人机交互方法。本文基于OpenGL的飞行过程的仿真已经在飞行仿真实验中较好地实现了动态实时跟踪和数据的建立，在飞行仿真实现可视化计算和数据“可视化”方面有一定的实用价值。     

星间链路监控的建模与仿真

卫星将是现代战场获取情报的主要来源.通过与数据中继卫星构建星间链路转发信息的方式,卫星可以实时传递战场情况.根据卫星轨道递推、卫星通信和实施链路监视的可行性原理,提出了一种星间链路监视模型,该模型通过对卫星轨道递推的仿真以及星间链路监视的几何构型要求,能够对可监视的目标卫星之间的星间链路进行时间预报和角度预报,为干扰和控制星间链路提供数据支持.还进一步论述了两种不同方式的轨道递推方法之间的结果差异,并就轨道递推精度对监视时间和卫星高低角方位角的影响进行了讨论.     

飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台,以并行化计算思想设计系统总体框架,通过OpenMP多线程并行多核编程技术和单程序多数据流技术实现飞行动力学系统和飞行控制系统的并行解算。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,能以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。以Beaver多模态自动驾驶仪仿真设计为例进行验证,结果表明该平台具有执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。     

基于振动可视化的电力变压器ODS测量方法研究

针对电力行业变压器振动测量研究的需要,提出了一种基于振动可视化的电力变压器工作振型(Operational Deflection Shape, ODS)测量方法。该方法采用高速摄像机获取被测结构的振动视频,并基于稠密光流法进行运动捕捉,从而获取被测结构的ODS。搭建了悬臂梁振动试验台,通过对比振动可视化方法与传统接触式测量方法的ODS测量效果,验证了本方法的可行性。研究了电力变压器的振动原理,并使用该方法来分析电力变压器的振动,获取设备工作振型。结果表明：基于振动可视化的ODS测量方法简单并易实现,其ODS测量结果能够满足电力变压器振动测量的需要,并能为电力变压器的状态分析提供依据。     

基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台研究

为了测试星地光网络的性能,设计了一种基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台。介绍了平台的总体技术架构,探讨了星间链路建立的条件。采用最大接入仰角与最长服务时间加权的方式,完成星地链路的卫星接入服务;按照切换呼叫优先的策略完成业务传输中的卫星切换服务,确保星地链路不间断的通信能力。根据最小链路代价和首次命中原则,实现星地光网络的路由与波长的动态分配。最后,利用平台的OPNET软件测试了三种星座下的星地光网络性能,测试结果表明：在LEO、MEO和GEO星座下,星地光网络的网络阻塞率分别为10%、40%和54%,平均网络时延分别为0.1s、0.07s和0.054s。测试结果对星地光网络的工程应用具有一定的指导意义。     

光电平台无角位移减振装置设计研究

光电平台是一种利用光电载荷实现目标探测与监视的光电系统,为了获得高质量的图像,设计了一套减振装置来减小振动对成像质量的影响,尤其是减小对图像质量影响较大的角振动.根据空间机构学原理和减振理论,尝试通过空间连杆机构来实现无角位移振动,分析了无角位移减振装置的减振机理,建立了无角位移减振装置仿真模型,计算了不同激励下无角位移减振装置的响应,并与目前普遍采用的隔振方案的角振动隔振效果进行了对比,角振动的隔振效果提高了2个数量级,实现了无角位移振动.分析结果显示无角位移减振装置原理正确,设计合理,能够满足无角位移振动的使用要求.     

过载振动复合环境下平台惯导系统仿真分析

分析了过载振动复合环境下平台系统的工作原理和误差情况,提出一种反映惯性仪器结构振动特性的误差模型。设计了基于Simulink的复合环境下惯性测量误差的仿真流程。对过载振动复合环境下惯性测量误差进行仿真,得到复合环境下惯性测量误差的规律。研究表明,惯性仪器在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是体现不出来的。     

基于多目标的能见度检测方法

能见度对人类生产生活、交通运输安全等具有重要影响,是地面自动气象观测的重要内容之一,但由于受影响因素较多,目前能见度检测仍缺乏统一的标准和检定规程。现有基于图像的能见度检测方法大多从整幅图像或局部区域中提取视觉特征估计能见度,未考虑不同景深目标物对应子图像的质量衰减程度不同,导致检测结果精确度和稳定性不高。提出一种新的能见度检测方法,使用预训练的神经图像评估,从不同景深目标物对应的子图像中提取视觉特征,并将提取的特征和能见度真值输入到全连接网络,以训练子图像的能见度映射模型。根据子图像与全局图像间的关系,动态建立各目标在能见度整体估计过程中的权重回归模型,按照权重融合各目标物能见度估计值,得到整幅图像的能见度检测值。实验结果表明,该方法能有效提升回归模型的预测精度,其在不同能见度区间的检测正确率均超过85%。     

振动模糊星图仿真技术研究

分析了飞行器振动对星敏感器成像的影响,推导并建立该影响下星图模糊的数学模型。该模型首次通过角振动功率谱密度数据定量地模拟星点的随机振动轨迹,并在此基础上做出振动对星敏感器成像的影响分析。仿真结果表明,该方法可以较真实地模拟星图振动模糊效果。星点质心提取精度与角振动功率谱幅值在对数域上线性相关。     

动力吸振式升沉补偿系统控制性能仿真研究

针对6 000 m中国大洋多金属结核采矿系统,提出了一种动力吸振器与蓄能器复合作用的升沉补偿系统.分析说明了系统的组成及工作原理,建立了系统的数学模型;应用Matlab编程计算得到了动力吸振系统中吸振器的质量、弹簧刚度和阻尼系数;对系统进行了控制效果仿真研究.研究结果表明,在整个四级海况下,动力吸振器与蓄能器复合作用的...     

压电驱动微型振动平台的仿真分析

针对航天领域一些微型零件的测试要求,设计了一种以压电元件为驱动源,结合柔性铰链机构的微型振动平台,建立了微型振动平台的有限元模型,模拟几种常见的控制波形,对平台在多点激励下的动态特性进行了仿真分析。结果表明,可以通过计算机设计复杂控制波形,使平台变换姿态或按一定规律振动。该文的仿真分析为平台的进一步研制提供了重要的参考依据。     

曲线通视分析算法初探

通视分析是常用的重要地理信息系统分析方法,在各种系统的空间分析功能中,用得较多的是直线通视,而在许多现实情况中,通视路径是一条曲线。作者根据军事上的应用需求,以炮弹弹道计算数字地形模型上的着落点为例,来初步探讨曲线通视的算法,并用实例进行了验证。     

基于脚本和可视化的分布式半物理仿真系统设计

随着航空航天设备更新速度的日益提高,传统的半物理仿真系统不能满足新的要求。为提高仿真使用的直观性和通用性,需在硬件上开发一种分布式结构的半物理仿真体系;在软件上将脚本技术引入到系统中,并在此基础上开发可视化界面。利用多台计算机进行分布式结构搭建,便于更新和替换;软件系统是在C+〖KG-*3〗+ Builder软件支持下,开发出的类似Matlab中Simulink的仿真环境。测试结果表明,该软件能很好地满足通用测试和半物理仿真试验平台的要求,提高直观性,便于替换和再次升级,实用价值更高。