基于STK/Matlab的地面站选址与卫星可见性仿真分析

随着我国航天事业迅猛发展,在轨运行卫星数量急剧增加,有限的航天测控资源难以满足日益增长的测控需求。因此,基于网格球顶相控阵天线技术及现有地面测控站数学结构,提出了符合实际工程需求的半椭球面共形相控阵阵列地面测控站模型,通过STK/Matlab联合仿真,以卫星两行数作为目标库进行数据采集,通过地球坐标系与子阵视线坐标系实现数据转换,以此探讨地面站选址与中国现役卫星之间的可见性关系。仿真结果表明,在海拔一致的情况下,纬度和经度均与卫星可见性成正相关关系。同时,实验结果为全国范围内地面站测控站工作积累科学数据,为后续相控阵阵列天线最大化利用提供数据基础与应用支持。     

箭载共形相控阵卫星数据链通信仿真研究

利用中继星作为通信中继,在运载火箭发射的全程中火箭与中继星都视线可见,不存在遮挡,可以实现对运载火箭的不间断测控。文章对运载火箭共形相控阵卫星数据链传输过程中的自由空间衰减、大气衰减、火焰衰减、极化衰减、天线指向误差损耗、雨衰等进行了分析,并对火箭飞行过程中,S波段箭载共形相控阵卫星数据链的安全裕度进行了仿真。     

真实场景下模拟器卫星可见性研究

随着信号模拟器的发展,载体的运动模型越来越复杂,给出了一种在真实复杂的场景下载体自驾车行驶的过程中卫星可见性判断的方法。利用Global Mapper软件处理网上下载的数字高程信息,提取真实场景中的山脉等障碍物的位置和高度信息。载体行驶过程中,地图API会结合实际路况和真实的地形地貌状况规划出一条合理的自驾车行驶路线。针对载体不断运动过程中的每个位置,实时的计算山脉等障碍物和卫星相对载体的仰角,判断载体每个位置上该卫星是否可见。通过比较考虑地形地貌因素和不考虑地形地貌因素两种实验条件下,对比障碍物和卫星相对于载体的仰角大小,模拟器求解出可见卫星数量变化,用实验结果分析并验证了研究方法的正确性     

基于MOPSO算法的卫星共形阵列天线多波束形成

针对共形阵列天线多波束方向图综合问题,提出一种基于最大方向性系数方法得到初始非劣解的多目标粒子群算法,求解满足多个期望波束和低副瓣要求的Pareto最优解。算法首先采用多目标分解策略,由多个单波束最优解的加权线性组合得到近最优解的非劣解。然后结合该非劣解,基于粒子空间和目标空间同时约束的局部搜寻策略,使用多目标粒子群算法优化多个波束,并降低副瓣。仿真结果表明,该算法有效地实现了卫星共形阵列天线的多波束形成和低副瓣,且能快速得到Pareto最优解分布。     

基于可见性图网络的中国专利申请关注度分析

专利是创新的重要体现,很多人在进行专利申请之前会在网上对专利申请的过程进行查询,了解专利申请的步骤,这些人的搜索事实也是了解创新企业或个人对创新是否重视的一个手段。文中从一个全新的时间序列分析的视角即网络的角度,分析了关键字为"专利申请"的百度搜索指数时间序列的动力学特征。利用可见性图算法的原理将百度搜索指数时间序列转化为复杂网络,并计算其参数,分析其网络的拓扑结构。首先,通过计算2019年各省复杂网络的参数发现各省的专利关注度具有一定差异;其次,研究表明大多数网络均为无标度网络,原始时间序列具有分形的特征;最后通过聚类,可根据复杂网络的参数把31个省分为3类。文中分析了2011-2018年全国的百度搜索指数数据,通过社团结构的划分,可以发现时间序列的周期和中心节点对搜索指数影响的范围。     

基于噪声可见性函数的SAR图像增强快速算法

针对SAR成像中图像模糊并伴有噪声的问题,结合噪声可见性函数,提出了一种SAR图像增强快速算法。该算法在图像分层的基础上,结合人眼视觉特性,引入噪声可见性函数,实现细节层图像的增益控制。根据GPU架构和存储结构特点,并行计算各个像素在基本层和细节层上的处理过程,完成该算法的并行优化设计与实现。实验结果表明,该算法能够有效提高图像质量,增强图像细节;同时,能够充分利用GPU的并行计算能力,有效提高SAR图像增强的实时性。     

基于正交轨迹的共形PML数值仿真方法

从材料的观点看,完全匹配层是各向异性的介质.场在完全匹配层遵从麦克斯韦方程.通过设计磁导率和介电常数张量参数来实现任意形状的共形完全匹配层.为匹配层动态稳定,可应用二维正交轨迹网格和FDTD方法实现了数值共形完全匹配层仿真,数值仿真结果表明基于正交轨迹网格的共形完全匹配层为一个共形FDTD或FEM方法提供了一个有效地吸收边界条件.     

考虑地形影响的卫星导航性能评估方法

研究准确评估导航性能,针对地形因素会影响导航卫星的可见性,为了准确评估地形复杂地区对卫星导航的性能的影响,在仿真模型中引入地形影响因素.利用可视域分析理论完善了卫星可见性的判断依据,给出了考虑地形影响时可见卫星颗数和精度因子的分析模型,做为指标对卫星导航性能进行评估.结合机场终端区数字高程模型、卫星星历、航图等数据,对...     

基于粒子群优化算法的共形阵列天线图综合

随着阵列天线技术的发展,可与飞行器、导弹等载体共形的天线阵列得到了越来越广泛的应用.共形阵列天线为满足天线工作特性的同时,不破坏载体的外形结构和空气动力学特性.粒子群优化算法(PSO)是一种通过粒子之间的合作与竞争来实现复杂多维空间的最优区域搜索的优化算法.采用了一种改进的粒子群优化算法,通过增加变异算子,改善了PSO算法的全局搜索能力,对圆柱共形阵列天线的方向图进行了综合,其中采用了具有余弦分布的辐射单元,阵元设置在柱面上,其最大辐射方向为柱面法线方向,通过500次迭代得到不同半径及不同阵元数的优化结果,其中方向图的峰值副瓣电平低于-20dB,说明了PSO算法对解决此类问题的有效性.     

基于STK的靶标布设分析建模与仿真

由于靶标布设是航天测控的重要问题之一,覆盖分析为靶标布设提供重要的参考依据.为研究靶标布设的规律特点,提高测控质量,提出了利用STK进行仿真分析.针对某个工程中的靶标布设问题,采用卫星携带相机的侧摆情况和相机类型的情况,对卫星过境的覆盖品质进行了分析建模.并运用MATLAB与STK软件进行联合仿真,得出6种模式下的覆盖结果.仿真结果表明,无论是否侧摆还是相机类型不同的情况下,卫星过境时长均只与所处纬度有关,与经度无关,并且纬度越高,覆盖品质越好.     

基于超声相控阵的角焊缝缺陷信号重构方法研究

在对接管角焊缝进行超声检测的过程中,由于检测的工件结构复杂并且仪器设备本身会受到电信号干扰,所以检测得到的A扫信号存在噪声,在检测图像中会出现“伪像”,从而造成检测困难;如果想要提高检测图像的质量,对于A扫信号的除噪尤为重要;文章提出小波去噪和经验模态分解相结合的角焊缝缺陷信号重构方法：首先分析接管角焊缝结构特点,进行相控阵检测试验,得到缺陷检测数据;然后着重分析了裂纹与未熔合缺陷信号,完成对其的经验模态分解与重构;最后通过对原始信号进行小波去噪及经验模态分解与重构,从而达到了比传统的算法更高的信噪比与更低的均方误差;结果显示本算法有更好的去噪效果,更有利于超声回波信号的分析。     

基于STK的运载火箭测控链路电平仿真分析

在运载火箭的海上测控任务中,目标特性分析是最重要的工作之一。通常采用人工预先识别任务弧段中火箭遥测天线方向图的增益变化,并手动计算地面测控站接收信号AGC情况。针对上述方法效率低、过程繁琐、人为错误无法避免等问题,讨论了基于STK软件进行运载火箭测控链路电平仿真分析的方法,重点分析如何利用火箭实测天线方向图生成STK格式的天线电磁场辐射图。通过某次运载火箭飞行任务的仿真分析和实际跟踪结果比较,证明该仿真分析方法能够满足任务需求,仿真结果可以作为运载火箭目标特性分析的参考。     

基于STK的GPS空间覆盖特性仿真分析

GPS在空间飞行器上的应用越来越广泛.然而,由于信号辐射角的限制,空间用户在一定高度之上存在不可见区域,为了探讨GPS系统对空间用户的可用性和完备性,提出了利用STK进行仿真分析,对该软件自带的GPS星座场景,设置不同的信号辐射角度的限制,对信号辐射角度为32°、A0°和46°三种情况下,在不同的高度处航天器对GPS可见星数目进行了仿真,并给出了在空间应用中GPS的可用高度范围.仿真结果显示,航天器对GPS可见星数目随着信号辐射角度的增大而增多,随着高度的降低而增加.     

基于MATLAB的SR电机调速系统的仿真与分析

针对Matlab/Simulink仿真系统中的10/8极非线性开关磁阻电机模型进行了讨论,在简要分析了开关磁阻调速系统(SRD)各部分的基础上,建了SRD系统的仿真模型.系统采用双闭环控制,仿真过程中模型运行稳定,并和三相6/4极电机组成的调速系统仿真结果进行了比较.     

基于Matlab闭环直流调速系统的分析与仿真

论文通过对单闭环直流调速系统的介绍,阐述和分析了自动控制系统的一般步骤与方法,并给予解决采用常规比例调节器为电压放大和电压比较环节时存在的问题的控制方案,同时通过软件MATLAB进行了实验验证,结果表明控制方案可行,效果良好.     

基于VB和Matlab混编程控制系统稳定性分析

本文简要介绍了VB和Matlab各自的特点及在VB中调用Matlab的方法,结合在控制系统中的应用,说明了VB和Matlab混合编程方法不仅有良好的用户界面、使用方便,而且可以加深学生对控制理论的理解和掌握,同时也可以应用到其他系统中。     

基于Matlab的风机传动链数据采集与分析系统设计与应用

基于Matlab和NI cDAQ的风机状态监测设备能快速方便地对风机传动链实现准确的故障检测。提出一种先进的风机传动链数据采集和分析系统,该系统中数据采集任务在后台运行,在保证完整准确采集的基础上实现了实时示波和自定义录波,可同步获得风机传动链的振动数据和齿轮箱输出轴转速数据,为故障检测提供有效、完整的数据,可从时间域、频率域、周期域和阶次域自定义分析,识别故障特征,为风机状态监测提供故障信息依据。该系统功能丰富、自定义程度高、系统响应快,可准确检测风机故障。