一种基于离散时间段的测运控数据异常检测方法

卫星遥测数据是了解卫星工作状态、 进行卫星故障诊断的重要依据.针对卫星在轨运行时间长、 遥测参数类型多、数据量大和数据变化缓慢等特点,提出了一种基于离散时间段的卫星测运控数据异常检测方法,解决了因数据量大导致检测处理困难、耗时长的问题.验证结果表明,该方法能够基于小样本数据量快速、有效地分析卫星长期运行中遥测参数的变化...     

基于CCSDS标准的卫星数据处理软件设计

根据空间数据协商委员会（ CCSDS）制定的分包遥测数据格式标准，航天器可以利用有限的信道资源，合理、分时地将遥测信息向地面传输。这对遥测数据处理软件提出了更高的要求。针对此问题，结合CCSDS标准，文章提出了一种解帧和解包实现方案，设计了适用于某卫星的数据处理软件，完成了对CCSDS数据的解析。实验表明，该数据处理软件可高效可靠地完成科学数据的解帧和解包操作。     

基于大数据的卫星遥测数据故障征兆分析方法

卫星在轨遥测数据信息量巨大，且表征卫星在轨道上的运行状态和故障趋势[1]。首先，介绍了大数据在卫星故障分析方面的研究现状；其次，在现有研究的基础上充分地运用大数据技术，解决卫星遥测大数据采集、存储过程中的问题；然后，结合大数据分析方法研究卫星在轨遥测数据与故障状态的关系，并提出基于大数据的卫星遥测数据故障征兆分析方法；最后，分析了此方法的优势和应用场景，具有一定的推广使用价值。     

基于BPSK调制的卫星移动通信遥测异常信号识别系统设计

为提高卫星移动通信遥测异常信号识别系统传输兼容性和识别准确率,设计了基于BPSK调制的卫星移动通信遥测异常信号识别系统。通过BP神经网络卫星移动通信遥测模块,建立B/S模式识别模块,借助BPSK数控振荡器及虚拟仪器通信模块,定向化处理遥测异常信号。确定非圆相位与非圆率,定义子空间特性原理,估计遥测异常信号传输方向,提取遥测异常信号瞬时特征与波形特征,计算遥测异常信号参数,实现卫星移动通信遥测异常信号识别。结果证实,所提系统的传输兼容性和识别准确率。     

航天器CCSDS遥测数据包处理方法研究

根据空间数据协商委员会(CCSDS)制定的标准,采用分包遥测数据格式,可利用航天器有限的遥测波道资源,合理、分时地将航天器各子系统的信息向地面传输,这就对地面遥测数据处理提出了新的、更高的要求.文中通过对CCSDS标准中分包遥测数据格式的分析,提出了解包思路和地面遥测数据处理系统的实现方法,并结合有关实战任务验证了该方法的合理性和可靠性.     

CCSDS分包遥测在航天器通信中的设计及应用

天地通信链路是航天器与地面测控站之间的数据通道,数据的安全性对航天器非常重要。针对航天器天地通信链路长、易受干扰、数据量大的特点,提出了一种适于航天器天地通信用的CCSDS分包遥测策略。结合空间通信协议规范,设计了可用于航天器空间网络和地面环境通信的方法,并在天地通信链路中进行试验验证。结果表明,采用CCSDS分包遥测策略,通过空间通信网络下传的遥测数据可被地面正确的获取和解析。同时,通过模块化的软件设计,可方便地将CCSDS分包遥测策略移植于多种航天器型号中。     

一种基于先验信息的中高轨卫星遥测任务资源调度方法

中高轨卫星测控需求的特性导致遥测数据接收任务占用了绝大部分设备跟踪时长,但遥测任务的资源调度问题的相比遥控和测轨复杂性更高,使得其资源调度算法的自动化水平一直不高。根据中高轨卫星遥测数据接收任务需求和我国测控站布站情况,设计了一种基于先验信息的中高轨卫星遥测任务资源调度算法。该算法以中高轨卫星遥测任务需求整体满足率最大和算法复杂度最低为设计目标,以人工安排中高轨遥测任务测控工作计划积累的有益经验作为先验信息,赋予中高轨卫星遥测任务可行解优先级使用值。通过实际数据仿真分析,该算法极大缩小了中高轨卫星遥测任务可行解空间规模,有效提高了资源调度效率,资源满足率达到99.7%以上,遥测单收设备使用率超过97.7%,为卫星资源调度算法设计提供了参考。     

基于遥测数据的在轨卫星性能预测方法研究

在轨卫星遥测数据的趋势变化能够直接体现卫星的状态和变化,根据遥测数据的变化可以对在轨卫星关键器件的性能和趋势进行预测。首先根据遥测数据特征采用基于X-11的数据分解算法,对选取变量进行分解,再利用多项式拟合、非参数回归、ARMA模型、BP神经网络等方法对分解后的数据进行预测分析,并且对方法的流程和精度进行分析,最后评估衰减因子。针对某在轨卫星温度参数的预测实验,结果证明,提出的预测方法平均相对误差小于8%,能有效地对在轨卫星遥测数据的性能趋势进行预测,为在轨卫星状态监控、健康管理与故障分析等应用服务提供技术保证,具有极其重要的实用价值。     

以文档结构存储海量卫星遥测数据

通过对卫星遥测数据的分析与挖掘,可以有效地进行卫星故障诊断、卫星参数异常变化预测以及提升卫星运行的可靠性。针对无法在海量卫星遥测数据中进行高效储存、检索的问题,提出了利用No SQL数据库Mongo DB以文档的结构形式存储卫星遥测数据。实验结果表明,相对于传统的SQL数据库,此方法可以有效地减少数据冗余并提高查询效率。     

小卫星软件遥测方案及模块化设计方法

本文介绍了一种用于某型号卫星的软件遥测方案，与传统的硬件遥测方式相比，软件遥测不仅能够正确获知卫星的各种工作状态参数，而且具有软件可复用、可以减小体积和减少重量、降低卫星的整体功耗、降低卫星系统的结构复杂度、缩短卫星硬件开发周期等优点，有利于提高卫星的可靠性．     

基于流量预测的物联网卫星节点动态缓存分配路由策略

针对低轨物联网卫星系统的路由问题,提出了基于流量预测的物联网卫星节点动态缓存分配路由策略。首先,分析低轨卫星覆盖区域内业务分布的时空特性,提出了端到端流量预测方法。然后,根据流量预测结果,提出了动态缓存分配路由策略。卫星节点通过对星间链路的流量负载进行周期性监测,动态分配与邻居节点间各条星间链路的缓存资源,分为初始化和系统运行2个阶段。同时,提出了节点拥塞时的业务分流及数据分组转发策略,通过比较排队时延和转发时延的大小,决定数据分组是否需要进行重路由。仿真结果表明,所提路由策略有效地降低了分组丢失率及平均端到端时延,改善了业务在全网的分布情况。     

Improving the efficiency of circuit-switched satellite networks bymeans of dynamic bandwidth allocation capabilities

Current satellite systems operate according to circuit switching transfer modes. To improve flexibility and efficiency, several kinds of packet switching systems have been proposed. However, it appears that full packet switches are still too complex and expensive to be implemented on board the satellites in the near future. For the time being, dynamic bandwidth allocation capabilities (DBAC) provide a compromise solution when satellite systems are based on classical circuit switches, since the DBAC payload allows changing dynamically the capacity of each connection, without teardown and setup. We consider a DBAC satellite system, and define algorithms to allocate the bandwidth so as to provide deterministic and statistical QoS guarantees. Standard dual leaky buckets (DLBs) regulate the traffic sources. We define bandwidth-handling policies, design connection admission control rules, and evaluate the system performance analytically. Results show a significant increase in bandwidth utilization of our system, when compared to a plain circuit switching solution     

FY-2气象卫星信号的开发利用

详细介绍了基于风云二号静止气象卫星信号实现电离层闪烁监测、云图接收、太空环境参数接收的设备设计、构成。该设备主要用于实时监测分析风云二号卫星信号因电离层变化而造成的幅度闪烁和相位闪烁。由于静止卫星不存在运动所附带的变化,利用其稳定的L波段遥测信号来监测电离层闪烁,优越性显著。风云卫星展宽云图接收设备目前已遍布全国,该设备在其跟踪遥测及云图接收的基础上进行开发,易于组网监测。电离层闪烁监测的结果,将对空间的探测和通讯技术的发展具有重大的意义。     

The simulation modelling and performance analysis of low earth orbit satellite communication networks for personal communications

This paper extends previous research efforts related to the simulation performance modelling and analysis of satellite communication networks. Specifically, the use of low earth orbit (LEO) satellite networks for personal communications is examined. Six different satellite constellation configurations are investigated in a packet‐switched operating environment. Performance metrics examined are the end‐to‐end packet delay and the utilization of satellite channels in the dynamic environment. Realistic and accurate models of the physical satellite network and its terrestrial transmitters require that numerous operating characteristics and assumptions be specified. These are based on proposed design requirements of commercial systems, such as Iridium. Via the use of simulation, we show the relative delay and utilization performance of differing satellite network architectures. From these simulation models, mathematical metamodels are derived for the system delays. These innovative models are used to predict the delay performance of different network architectures not previously simulated. Comparison of these metamodels with simulation results show that metamodels provide an accurate means for performance prediction. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于张量分解的卫星遥测缺失数据预测算法

卫星健康状况监测是卫星安全保障的重要基础,而卫星遥测数据又是卫星健康状况分析的唯一数据来源。因此,卫星遥测缺失数据的准确预测是卫星健康分析的重要前瞻性手段。针对极轨卫星多组成系统、多仪器载荷以及多监测指标形成的高维数据特点,该文提出一种基于张量分解的卫星遥测缺失数据预测算法(TFP),以解决当前数据预测方法大多面向低维数据或只能针对特定维度的不足。所提算法将遥测数据中的系统、载荷、指标以及时间等多维因素作为统一的整体进行张量建模,以完整、准确地表达数据的高维特征;其次,通过张量分解计算数据模型的成分特征,通过成分特征可对张量模型进行准确重构,并在重构过程中对缺失数据进行准确预测;最后,提出一种高效的优化算法实现相关的张量计算,并对算法中最优参数设置进行严格的理论推导。实验结果表明,所提算法的预测准确度优于当前大部分预测算法。     

基于NDN的多层卫星网络分布式动态路由方法

多层卫星网络的拓扑结构具有明显的时变特征,难以提供持续且稳定的端到端路径,导致高效路由问题面临着巨大的挑战.将卫星网络设计为封闭的体系结构,采用强管理或调度式控制策略会导致其无法自由、高效地实现与其它系统的协同组网.基于IP的网络体系结构在应用于多层卫星网络时又存在路由效率不高的问题.基于命名数据网络NDN（Named Data Networking）体系结构,提出一种多层卫星网络分布式路由方法--SNDN（Satellite Named Data Networking）.根据链路切换的周期性和可预知性,以时变图为建模工具,设计一个能自适应稠密和稀疏场景的路由算法来动态地计算时间相关的最快路径并附加为源路由信息,充分利用命名数据网络数据驱动的通信模式、数据包级的安全特性和逐跳转发的特点,由节点在包转发的过程中动态地完成转发表（FIB,Forwarding Information Base）和请求状态表（PIT,Pending Interest Table）的构建.可为面向未来空、天、地一体化协同组网的多层卫星网络路由研究提供一种新的思路.通过仿真实验及对比分析,验证了SNDN在路由效率和多播性能方面的优势.     

Analysis of a new multiaccess/switching technique for multibeamsatellites in a prioritized ISDN environment

A performance analysis to compute the packet loss, call blocking, and packet delays of a typical user in an integrated voice-data-video satellite internetworking environment is discussed. The uplink technique used is a hybrid packet/circuit switched approach of the demand assignment type, while the downlink is a time-division-multiplexing (TDM) technique. Onboard the satellite, a baseband nonblocking switch is used to route the packets from input to output ports. Various amounts of input and output buffering as well as priority rules and blocking resolution algorithms are used. The authors conduct a performance analysis for the problems at hand and identify the best ranges for the different parameters involved     

LEO multi-service routing algorithm based on multi-objective decision making

In low earth orbit(LEO) satellite networks,in view of the unbalanced link resource,it's difficult to meet differentiated quality of service(QoS) requirements and easily lead to reduce the efficiency of the whole network.A routing algorithm based on multi-objective decision making was proposed which defined LEO satellite network transmission service as the delay sensitive,sensitive bandwidth and reliability sensitive three categories.It used the eigenvector method to calculate service weights,and used the consistency ratio to determine whether it can be accepted.Based on the multi-objective decision making theory,it combined with the actual state of satellite network nodes and links and the specific requirements of the business,calculating the path that meets the QoS requirements of the service,so as to realize the LEO satellite network multi objective dynamic routing optimization.Established simulation platform based on the iridium network system simulated network delay,the uncertain characteristics like the residual bandwidth and packet error rate,route planning for the randomly generated three classes of business.The simulation results show that,the algorithm not only satisfies the QoS constrain while balancing the traffic load of the satellite link effectively,but also improves the performance on the throughput.     

低轨卫星网络的航点分段路由及业务性能分析

提出一种基于卫星航点的分段路由（waypoint-segmentrouting,WSR）算法，WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础，根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置；利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制，提前响应网络拓扑变化，计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验，设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景，选取优化链路状态路由（optimized link state routing,OLSR）算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比，两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms，分组丢失率分别降低30%和21%，并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。     

A Random Access Multibeam Packet Satellite with Buffer and Arbitrary Transition Overhead

This correspondence reports the performance of a multibeam packet satellite using ALOHA type random access techniques. The satellite is assumed to provide an infinite buffer for successful packets on the uplinks of various beam zones. The transition overhead of a downlink transponder can be arbitrary. A TDMA frame is organized according to the traffic demand of each zone. This work is an extension of [1].