微纳卫星空间外热流仿真分析

在轨卫星空间外热流分析对于微纳卫星热状态的仿真研究具有重要意义,为卫星温度场的分析提供了外在的热边界条件。在轨道运动的基础上,建立了在轨卫星瞬时空间外热流计算模型,快速、简便地计算了太阳辐照热流、地球红外辐照热流、地球反照热流的值。对其结果和变化规律进行了详细的分析与讨论,仿真结果较准确地反映出卫星在轨运行期间空间外热流变化规律,同时满足实时性要求。     

微纳卫星测控系统链路预算与仿真

为了解决微纳卫星通信设备的尺寸限制和功耗限制问题,提高测控链路传输性能和可靠性,建立了遥测预算模型和遥控预算模型,分析了传输链路的各个组成部分,并结合微纳卫星的特点对传输链路进行预算。通过对各个参数之间进行权衡,将链路裕度控制在合理范围之内,并通过仿真进行验证,为工程实践提供参考。     

微纳卫星导航通信一体化系统设计与实现

为了提高微纳卫星资源利用率,考虑体积、质量及功耗等多方面限制和要求,提出一种适用于微纳卫星的导航通信一体化系统实现方案,将卫星遥测遥控、数据传输、导航定位等功能进行融合设计,给出该系统设计方法,并详细阐述硬件平台、软件架构、数据协议的实现方法。最后提出采用FPGA、ASIC等集成电路技术的产品实现技术途径,实现高集成、小型化、轻量化和低功耗。目前该设计已经成功应用于多个卫星型号,最长在轨工作时间超过两年,至今状态良好,可以推广至其他微纳卫星应用。     

非线性滤波在光电跟踪中的应用及仿真研究

针对光电跟踪机动目标精度较差的问题,设计了光电跟踪目标的强跟踪滤波算法.该算法通过引入强跟踪滤波器的渐消因子,实时调节滤波器增益,增强了系统对突发机动目标的跟踪能力,仿真结果表明,该算法对机动目标具有较好的跟踪精度和适中的计算复杂度,是一种较好的光电跟踪算法.     

微纳卫星在卫星导航中的应用探讨

微纳卫星掀起了近年来国际上微小卫星研究的又一热潮。本文试图探讨微纳卫星在卫星导航领域中的应用。首先综述了国内外微纳卫星的发展现状,分析了微纳卫星的特点及其用于卫星导航的可行性,在此基础上设计了微纳卫星用于卫星导航的三大应用模式,分别是：区域增强、导航对抗、电离层观测与试验。     

基于软件定义的微纳卫星综合电子设计与实现

为了提高微纳卫星资源利用率,综合考虑体积、质量及功耗等多方面限制和要求,提出一种基于软件定义的高功能密度微纳卫星综合电子系统实现方案。用软件技术提升微纳卫星综合电子系统可靠度和系统指标,拓展在轨应用,实现"一卫星多任务"新型任务模式,同时充分发挥微纳卫星"小、快、好、省"的优势。该系统采用标准化可扩展体系架构,将通信、导航、能源、控制、载荷管理等功能解耦并融合,详细阐述了通用化硬件平台、面向多任务的软件系统架构、综合电子系统重构方法,最后形成原理样机。原理样机重量为约1.3 kg,功耗约为14 W,系统处理能力大于200 MIPS,模块间通信速率大于6.25 Gb/s,可以推广至各类型微纳卫星应用。     

光电跟踪系统激光测距变束散角应用分析

在针对机动目标跟踪的光电跟踪系统设计中,为了确保激光回波率,提出变束散角的激光测距方法。计算表明该方法可进一步提高光电跟踪系统跟踪机动目标时的动态测距性能,可为反导武器系统准确拦截高速机动目标提供重要保障。     

光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪设计与实现

本文从多传感器结构设计、融合跟踪算法两方面,进行了光电跟踪测量系统多传感器融合跟踪的设计与实现方法研究。设计了一套集可见光测量、红外测量和激光测量为一体的光电跟踪测量系统,实现了适应不同环境背景下的单站定位测量功能。     

揭秘小卫星（一） 总览南京理工大学微纳卫星技术研究中心

CubeSat是近几年航天器领域的研究热点。因其体积小、重量轻、成本低、功能扩展性强等优点,发展速度十分迅猛。我所在的南京理工大学微纳卫星技术研究中心致力于Cubesat相关的科研,计划在未来的两年内研制并发射三颗携带有业余无线电载荷的小卫星。在此,     

光电系统跟踪精度工程可实现性判断方法

阐述了一种简化的、可以通过数学解析求解的判断方法,用于判断光电系统跟踪精度的工程可实现性。本文的判断方法是一种必要性判断,利用跟踪系统闭环带宽的可实现性来评估系统跟踪精度的可实现性,充分性还依赖于其他条件,如电机的选取等。本文以切向匀速直线运动(变角加速度运动)目标为例分析目标的运动特性;以直流有刷力矩电机速度环位置环双闭环系统为例、以经典控制理论为基础,简化模型以分析求解跟踪所需带宽;最后对未简化的模型进行仿真,以验证简化模型的计算精度。     

基于多种目标运动模式的光电跟踪性能测试系统研究

为评价光电跟踪系统的跟踪性能,提出一套光电跟踪性能测试系统,该系统采用高精度电机控制准直系统焦平面处的靶标进行圆周运动、正弦运动及用户自定义运动,可模拟运动特性复杂的目标,准直系统采用透射式中长波光学系统,与反射系统相比,视场更大,同时电机控制精度高,可实现实验室内对跟踪系统最大角速度、最大角加速度的高精度测试。     

SDI红外图像在火炮光电跟踪系统中的应用

为实现远距离对可疑目标的捕获、跟踪、锁定功能,提高作战人员工作效率,提出了一种SDI红外图像的传输方式。该方法将4路LVDS数字信号进行解码,利用FPGA产品Virtex-5系列逻辑资源丰富的特点,对图像格式按照SMPTE296M标准进行重新编码组合,实现无损、高清图像数据的实时传输。试验结果表明,该方法与其他数字图像传输方式相比,提高了图像的传输效率和稳定性,并在实际应用中取得良好效果,为进一步研究火炮光电跟踪系统提供了可行的解决途径和借鉴意义。     

基于自适应卡尔曼滤波的机动目标跟踪算法

针对一般卡尔曼滤波融合跟踪方法无法实现对机动目标的有效跟踪问题,提出一种自适应卡尔曼滤波融合方法,设计一种能够提供目标开始机动瞬时估计的目标机动探测器,反复对目标的加速机动进行估计,当确定目标开始机动时,卡尔曼滤波模型将自适应地调整为目标机动状态模型。最后,通过仿真实验对比分析,证明文中所提方法优于一般卡尔曼滤波融合方法。     

浅析舰载光电跟踪技术

舰载光电跟踪技术是利用光电跟踪设备对跟踪、瞄准、捕获可疑目标,综合了多种先进的光学技术、图形处理技术、信号处理技术,在现代海上测量工作以及海上战争中具有重要的应用价值,为舰载光电对抗系统奠定良好的基础.本文从舰载光电跟踪设备组成及其关键技术方面对舰载光电跟踪技术进行了简单介绍,并探讨了舰载光电跟踪设备抗冲击分析法.     

基于机械臂路径规划的内场轨迹实现技术研究

为了解决传统光电跟踪设备的跟踪性能测试系统参数调试繁琐、设备安装困难、靶标适用性差等问题,研究了基于机械臂路径规划的内场轨迹实现技术。通过规划六自由度机械臂的末端运动轨迹,设计了更加灵活、高效的跟踪性能测试系统。首先,对传统测试靶标系统进行分析,明确实现跟踪性能测试的数学模型;然后提出基于六自由度机械臂的新型技术方案,并分析了两种方案的差异性;接着通过靶标轨迹的坐标变换,根据传统动态靶标轨迹得到适用于六自由度机械臂的末端位姿参数,从而实现轨迹规划;最后,通过数值仿真验证了本文方法与传统方法的跟踪性能测试效果的一致性。仿真结果表明,两者具有相同的跟踪性能测试效果。相较于传统方法,采用机械臂的测试系统在参数调节、工具安装和靶标适用性上更具优势,完全能够满足光电跟踪设备内场跟踪性能测试的要求。     

空间CCD凝视成像跟踪系统的作用距离分析

在充分考虑了空间背景光辐射特性以及漫反射目标对相干光和自然光的不同反射特性的基础上,利用信号检测的统计学方法,导出了空间电荷耦合器件(CCD)凝视成像跟踪系统分别在激光照明主动跟踪模式和太阳光照明被动跟踪模式下的作用距离表达式。结果表明,空间CCD凝视成像跟踪系统在脉冲能量为1mJ的激光照明主动跟踪模式下可对1m2空间漫反射目标实现10km量级范围内的跟踪;而利用太阳光照明的被动跟踪模式下的跟踪距离可达几百千米。     

中断角度跟踪的战斗机机动控制方法

基于跟踪雷达角度自动跟踪系统特性,提出了战斗机中断雷达角度跟踪的机动轨迹控制策略。推导了跟踪雷达角度自动跟踪系统的系统传递函数,研究了跟踪误差产生机理。以二维平面内导弹攻击为例,分析了导弹与战斗机的二阶相对运动模型。在此基础上,基于闭环反馈控制思想,提出了战斗机通过机动实现角度拖引,中断雷达角度跟踪的控制方法,推导了战斗机的机动轨迹控制律,给出了其解析形式。通过数值仿真,分析了该方法的适用性,为战斗机飞行员制定决策提供了依据。     

天体对太阳敏感器的测姿影响及其防护措施

姿态控制系统是卫星得以持续正常工作的保证。太阳敏感器在轨道运行时,容易受到天体的干扰而引起卫星姿态异常。简要介绍了太阳敏感器的工作原理。分析了天体对太阳敏感器的干扰情况。分析表明,敏感器受天体的干扰影响,与天体反射太阳光和入射太阳光在太阳敏感器位置的辐照比值有关。最后,针对可能存在的干扰,提出了相应的防护措施。     

温度对激光光斑跟踪不确定度的影响

对激光束四象限跟踪系统各通道输出电压随温度的变化进行了实际测量,建立了一种校正光斑中心坐标的模型,用于补偿温度变化导致的偏移量;采取控制电路系统工作温度的措施,减小光斑定位的不确定性;根据探测系统光电信号处理方式,用各象限接收的脉冲光强幅度值表述探测光束为调制脉冲串时光束中心坐标。通过测试四象限跟踪系统的输出特性,确定该系统的线性工作范围,以便保证光斑位于四象限探测器的最佳测量区域;控制电路系统环境温度后,系统跟踪分辨率达到1 m,取决于单片机控制的步进电机步进准确度。