卫星导航接收设备健康管理技术研究

针对卫星导航接收设备的技术特点和维护需求,基于故障检测与健康管理技术,提出了一种从射频前端、数字信号处理到算法实现全流程的预测与健康管理方案,搭建了卫星导航接收设备预测与健康管理系统体系结构。基于检测信息设置,完成信号处理与状态监测,开展卫星导航接收设备实时健康评估与寿命预测研究,根据评估与预测结果制定维护方案,实现卫星导航接收设备的健康管理。通过开展仿真试验与实际工程应用,验证了所设计的卫星导航接收设备健康管理方案的正确性与有效性,具有一定的工程推广价值。     

卫星交会的自主导航技术

论述卫星交会自主导航的飞行任务背景和概念，综述国内外学者正在进行探索研究的思路，以期引起国内学者的注意、探讨和深入研究。     

地球卫星自主天文导航滤波方法性能分析

在系统硬件精度无法改进的条件下,滤波方法是影响地球卫星自主天文导航精度和实时性的最重要因素,本文针对地球卫星天文导航工程应用的需求,研究了目前导航系统中应用最为广泛的扩展卡尔曼滤波(EKF)、Unscented卡尔曼滤波(UKF)、Unscented粒子滤波(UPF)3种滤波方法,在滤波周期和噪声分布影响下的导航精度和实时性.半物理仿真结果表明,在相同仿真条件下,Unscented粒子滤波方法具有最高的导航精度,但计算量也最大,EKF方法计算量最小,导航精度最低.本文结果可为地球卫星自主导航系统中滤波方法的选择提供参考和依据.     

基于HLA的卫星自主导航仿真系统设计

该文根据卫星自主导航技术研究的需要,设计了基于HLA的仿真系统。在分析卫星自主导航技术基本原理的基础上规划设计了系统的仿真场景,根据任务功能需求提出了基于高层体系结构的卫星自主导航仿真系统框架,在对仿真系统中的卫星成员、恒星成员和控制成员等主要联邦成员的行为进行建模后,详细设计了相应的成员类,并对整个仿真系统的时间推进机制和时间管理策略进行了设计和说明。根据上述设计方案构建的仿真系统,可以对卫星自主导航技术进行仿真试验,从而完成其体制演示和关键技术验证。     

地形对雷达高度计卫星自主导航精度影响分析

以中低轨道卫星为应用背景,对基于星载雷达高度计的卫星自主导航系统展开研究,着重分析了雷达高度计卫星自主导航中的关键因素,即地形起伏对导航精度的影响。根据实际地形的统计特性,并结合导航精度仿真分析的需要,建立了模拟地形的数学模型;对不同地形条件下雷达高度计卫星自主导航系统的导航精度进行了仿真研究,分析了不同的地形条件对雷达高度计卫星自主导航精度的影响。研究的结论对雷达高度计自主导航技术的实际应用将具有重要的参考价值。     

基于X射线脉冲星的广播电视卫星自主导航技术

为提高广播电视卫星自主导航的能力,在分析现有卫星自主导航技术优缺点的基础上,提出一种基于X射线脉冲星的广播电视卫星自主导航技术.该技术具有导航精度高、费用低等优点,适用于广播电视卫星自主导航.     

基于姿态敏感器的高轨道卫星自主导航方法的研究

为了解决未来高轨道卫星的自主运行问题，本文提出了一种基于姿态敏感器的同步轨道卫星自主导航方法，作为卫星自主运行的先决条件。在整个测量系统中，以含有摄动项的HILL方程为状态方程，同时由姿态敏感器给出的空间三个星体相对卫星本体方位，推导出量测方程，证明了测量子系统的能观性，并给出了简化了的推广Kalman滤波算法。仿真表明：该方法具有收敛速度快、精度较高的特点，是一种可行的同步轨道卫星自主导航方法。     

导航卫星导航信号频谱自动监测和判读软件设计

提出了一种导航卫星导航信号频谱自动化监测和判读软件设计和实现方案,该软件利用控制计算机通过通信端口控制频谱分析仪,进行分时设置各频点导航信号详细频谱参数。对频谱分析仪的显示屏幕进行屏幕拷贝、计算机机界面显示和自动保存,通过采集频谱分析仪的频谱数据,进行数据处理,得到每个频点导航信号在指定带宽内的通带功率,与预定的门限比较,超出门限,则判定异常,通过音箱,立刻发出报警声音,提醒相关人员进行及时处理。     

卫星自主导航中月亮摄动及其仿真研究

卫星自主导航是卫星控制技术发展的必然趋势,是当今世界航天领域研究的前沿热点之一。该文针对基于组合大视场星敏感器星光折射的卫星天文自主导航方法,应用广义卡尔曼滤波理论,建立了月亮引力摄动下的系统状态模型和系统观测模型。对系统模型进行了状态最优估计周围的线性化和采样周期的离散化,给出了干扰方程。在滤波计算过程中,采用了改进的广义卡尔曼滤波算法,以某地球同步轨道通信卫星为背景,进行了计算机仿真研究。分析和讨论了月亮摄动力对卫星自主导航的影响,给出了其影响的变化规律。研究和仿真结果表明,月亮引力是卫星自主导航的主要摄动因素之一,直接影响卫星轨道倾角的变化,并且卫星轨道越高,影响效果越明显。     

卫星自主导航中卡尔曼滤波算法改进与计算机仿真

该文以基于组合大视场星敏感器的卫星自主导航方法为例,建立了在地球非球形下的状态方程,建立了组合大视场星敏感器的观测方程及卫星轨道摄动等数学模型,在状态最优估计周围对模型进行了线性化,滤波过程中将传统的广义卡尔曼滤波的一步预测算法修改为一步初步预测和一步初步预测的校正的滤波算法,在每步的推进计算中对均方矩阵的元素进行了平均值处理,避免舍入误差的积累造成其失去对称性、甚至负定性的可能;通过计算机仿真及结果分析,说明了改进的广义卡尔曼滤波算法对减小采样周期所带来的轨道误差有很好的效果,并使卫星位置和速度的均方差估计趋于稳定,在一定程度上能很好地克服离散误差对轨道估计精度的影响。     

航天器多维动态可配置健康管理系统设计

以工程任务为牵引,提出了一种基于多维动态可配置模型的航天自主健康管理及控制系统设计与实现方法,有效解决了不同航天器间自主控制管理需求差异大、开发效率低等问题,具有一定的创新性。阐述了系统的设计思路,并给出实现示例,通过参数的动态表格化配置、判据的多源拟合等设计,实现健康管理规则库的构建;通过数据有效性服务的设计,完成对航天器健康状态判断数据源的质量控制;无差别异常检测模块、异常隔离与恢复等模块的设计,保障了航天器异常状态的实时处置,确保航天器安全运行。通用化的模型设计可支持不同航天器的自主健康管理及控制系统,已获得多个型号整器级测试应用验证,具有推广价值。     

高分辨率自主卫星数据在电子政务中的应用研究

梳理了高分辨率自主卫星数据在电子政务中的应用方向,总结了不同层次的服务需求,定量地归纳了性能指标需求,在此基础上结合《自然资源和地理空间基础信息库》项目第一期的实践提出了一种基于高分辨率自主卫星数据的电子政务遥感信息服务体系框架及其工作模式,并对其后续建设的规划设计提出了思路。研究成果可为其他自主高分辨率遥感卫星数据应用系统建设提供了借鉴。     

一种新的中国区域导航系统星座方案的探讨

基于中国区域导航星座的特点以及我国的实际国情,依据星座的设计方法提出了一种新的由1颗静止卫星和5颗倾斜椭圆同步轨道卫星相结合的6星星座方案,且给出了卫星运行的轨道参数,通过计算机仿真,分析了此星座的覆盖性能.并进一步在考虑摄动影响、空间传输损耗等因素的条件下评估了此星座的导航性能.最终的仿真表明,此星座的卫星数量少,但导航精度依然满足要求,而且其几何精度衰减因子(GDOP)值较小、波动不大,对于建立符合我国国情的区域导航定位系统有一定的参考应用价值.     

卫星姿态自主故障诊断和重构方法

卫星作为无人驾驶的自主航天器，在运行寿命期间原则上是不进行维修的。一旦卫星在轨道上出现故障，卫星应该能自主进行故障诊断和重构，卫星利用自身的硬件和软件的冗余而重新稳定。研究和探讨了卫星姿态自主故障诊断和重构的方法．对这个过程进行了分析．所研究的方法计算量小。适合在线估计。精度适中。     

卫星导航系统模拟电路故障注入方法研究

针对卫星导航系统电路故障中的模拟畸变TMB故障的机理进行了理论分析和仿真,着重研究伪码的相关函数和功率谱。基于现场可编程门阵列(FPGA)和调制方式的特性,提出了伪码先振荡后量化的设计方式,重点探讨了其在FPGA上的实现方法,并对关键的IIR滤波器的实现进行了分析。结合自研的卫星导航系统模拟器平台实现故障注入,对故障信号的相关函数和定位结果进行测试。结果表明,在该设计系统中随着振荡频率和衰减系数的增大,对系统的定位影响越小。     

基于 ARM 的航空发动机健康管理数据采集系统设计

论文介绍了一种基于COTEX-M3内核架构的航空发动机健康管理数据采集方案,能够对航空发动机的温度、湿度、振动、压力等数据进行处理,对发动机的数据进行实时监控,为发动机故障诊断提供数据依据。     

飞行器远程故障诊断与健康监控

通过对飞行器故障机理与人、机、环境的相关性研究,利用人工智能理论和方法,提出了一种飞行器网络化远程故障诊断与健康监控方案,并对其实现技术进行了分析与研究,为提高飞行器运行的安全性和可靠性及对早期故障的适应与防护能力提供了一种新的技术途径.     

隧道安全预警机器人自主导航方法研究

针对隧道施工环境,设计了一款隧道安全预警机器人,并重点研究其导航系统实现;机器人搭载检测仪器与分析主机,集数据采集、分析、预警于一体,实现隧道巡检的自动化和智能化;分别利用Cartographer算法和自适应蒙特卡洛算法(AMCL)融合雷达、里程计、IMU的数据,实现环境地图的创建与机器人实时定位;采用A * 算法和DWA算法实现机器人的全局和局部路径规划,并结合ROS操作系统对其进行实验验证;实验结果表明:在导航定位时,机器人位置误差和航向误差分别小于20 cm和5.5.,能满足实际工程需要,完成自动巡检任务.