机动多波束测控系统卫星目标跟踪

目标跟踪是航天测控领域中的一项重要技术。针对机动多波束卫星测控系统,提出一种机动多波束测控系统卫星目标跟踪方法。该方法给出机动平台下卫星目标波束跟踪处理的应用模型和流程。在仿真实验中构建了几种典型的场景,分析了该方法的目标预测误差。最后给出一些应用性结论,具有一定的工程参考意义。     

移动卫星通信系统强跟踪姿态估计算法

针对移动卫星通信系统在高动态和强机动等复杂地理环境下,测控系统不能保证天线姿态稳定和指向实时对准的问题,提出了一种量测误差实时渐变的强跟踪姿态估计算法。通过量测误差实时渐变来改善强跟踪滤波中渐消因子突增造成的过调节问题;通过引入多重渐消因子对保证滤波预测方差阵的对称性不被破坏;通过强跟踪滤波提高天线姿态在强机动下的稳定性,增强对突变的跟踪能力。实验仿真表明,该算法在强机动和高动态条件下有较强模型参数失配的鲁棒性和突变情况下的跟踪能力,能有效提高天线姿态在高动态下的估计精度。     

基于修正最小二乘法的测控设备同站引导算法

测控设备对飞行目标进行跟踪及测量时,高跟踪精度测控设备捕获目标较为困难,一般采用低跟踪精度设备引导天线接近目标,然后再转入自跟踪模式,因此同站测控设备互引导是目标捕获的一个重要手段。针对低跟踪精度测控设备引导高跟踪精度设备的技术需求,文中提出了一种在两套测控设备共视目标时,利用高精度设备跟踪信息来对低精度设备跟踪数据进行实时修正的算法。该算法实现了跟踪残差的实时估计和外推,提高了同站引导精度。最后采用遥测设备引导光电经纬仪进行实验,验证后发现修正后的遥测设备跟踪数据能够引导光电经纬仪有效的捕获目标。     

基于IMM-UKF的航天测控雷达机动目标跟踪

航天测控中雷达的测量值具有较大的随机误差,用雷达的测量值直接解算运载火箭的外弹道跟踪精度较低。提出基于IMM-UKF的雷达机动目标跟踪方法,适应了航天发射任务中运载火箭在不同时段具有不同机动特性条件下对机动目标稳定精确跟踪的需要。仿真结果表明和利用雷达测量值直接解算目标弹道的方法以及采用单一运动模型的UKF滤波方法相比,IMM-UKF算法具有更高的外弹道跟踪精度,并且算法的收敛速度满足航天测控外弹道跟踪的实时性要求。     

多波束测控系统测量支路锁定异常分析及对策

多波束测控系统可以同时完成多个目标的跟踪测量,但由于测站测控设备集中,其天线尺寸、发射功率大小不一,跟踪时出现相互干扰,导致多目标测控系统某一目标测量支路锁定异常。通过对多波束测控系统进行测试和试验,对系统EIRP一致性及变化进行测试,同时分析了测控链路的电平,根据分析结果制定在设备集中条件下目标捕获的策略。通过跟踪验证,未出现过锁定异常现象,可以实现稳定跟踪。结果表明,该方法能够满足多套设备集中情况下的跟踪要求,对后续设备设计具有指导意义。     

图像辅助的机动目标被动跟踪

针对红外成像制导短程空空导弹进行机动目标被动跟踪的问题,提出了一种利用导引头的图像信息进行机动目标跟踪的新方法,目的在于提高跟踪速度、减小跟踪误差.图像信息与反映目标运动状态的姿态信息紧密相关,通过图像信息辅助缩短对机动模型进行判决的时间,而且能够很快适应目标机动下的运动模型,加快了跟踪机动的速度,减小了跟踪误差.通过...     

利用射频误差信号提高脉冲雷达的角跟踪精度

本文首先分析了传统脉冲测量雷达在各种内部、外部扰动作用下对高动态目标进行跟踪时面临的问题,在此基础上,将射频误差信号与天线指向信号作为量测信息引入观测方程,并且利用数值微分法对被跟踪的高动态机动目标建立了一种简单的估计模型,采用常规卡尔曼滤波算法估计出准确的目标角位置、角速度和角加速度的当前值和一步预报值。这种方法实现简单,作为机动目标的实时前处理算法,能够有效补偿各种内部、外部扰动对脉冲雷达角跟踪精度的影响,改善角度捕获的动、静态品质。     

航天测控单脉冲跟踪系统干扰分析

针对航天测控单脉冲跟踪系统的抗干扰问题,通过对雷达系统单脉冲对抗技术分析,从信号形式、测控体制、天线与目标运动特性、任务实施以及地面跟踪站布署等方面讨论了航天测控单脉冲系统对抗特点,分析了可能的干扰平台,给出了干扰强度估算公式和扩频体制下有效干扰的约束条件,就交叉眼干扰、AGC干扰和延迟转发干扰对航天测控单脉冲跟踪系统的影响进行了探讨,为航天测控单脉冲系统对抗问题构建了基本的研究框架。     

卫星测控站的自动捕获方法

测控天线的核心任务是保持对目标的连续自动跟踪测量。但在跟踪之前，存在一个搜索和截获发现目标的问题。截获后，又有个如何尽快有效转入自动跟踪的问题。本章将给出测控天线搜索截获目标及动态跟踪目标的有效方法。     

面向武器协同作战的天线自适应指向算法

针对武器协同作战中相控阵天线追踪问题,提出了一种面向武器协同作战的自适应天线跟踪算法。自适应天线跟踪系统通过通信数据链获取目标的位置和姿态信息,结合系统自身的位置和姿态信息,通过自适应天线跟踪算法计算出相控阵天线指向的方位角和俯仰角。自适应跟踪算法引入位置姿态预测模型,在通信短暂中断的情况下仍可根据当前位置和姿态进行预测,实现自适应稳定跟踪。最后将自适应跟踪算法处理结果同应用场景结果比较,结果表明,仅在两极存在误差且误差不超过1°,系统跟踪精度满足战术武器协同数据链对天线跟踪指向的要求。     

在轨航天器多目标测控现状与发展趋势

随着在轨航天器数量增加,多目标同时测控成为天/地基航天测控网建设发展的重要方面.对各类多目标测控方法进行了总结,认为多波束天线技术是实现多目标测控的主流方向.分别从天基、地基两个方面综述了现行基于多波束的多目标测控方法及其未来研究方向,分析了国外巨型星座基于馈电链路的多目标测控管理方式,讨论了随遇接入测控模式的概念及发展情况.在对天地一体化信息网络发展现状概述的基础上,分析了天地一体化信息网络中多目标测控管理特征.     

测量船工况技术船位研究与优化

测量船工况规划是执行海上测控任务的基础。在测量船工况船位、船向和船速的规划中,船位的规划尤为重要。介绍了测量船测量工况的总体业务流程,提出了各种情况下船位的计算方法,包括针对高轨和低轨空间目标提出不同的船位规划方法,满足在测量过程中避开岛礁陆地等不可部署区域,以比较有利的位置和测量仰角获取空间目标跟踪弧段。同时研究了多船多目标场景的测量船工况船位规划,提出了两种设计思路,为测量船工况规划复杂场景提供了解决问题的思路与方法。     

空基测控中继设备的相控阵天线设计

空基测控中继是为解决地面测控设备作用距离受视距限制的问题而提出的,而相控阵天线是空基测控中继设备的技术难点。根据实际需求,提出了相控阵天线的设计方案,对阵列形式、天线的流形、阵元间距、阵列规模以及阵元形式等进行了详细设计,并对天线的接收发射性能进行了仿真,对跟踪控制技术途径进行了阐述。所设计的相控阵天线增益可以满足约130 km、2 Mbit/s遥测数据中继,解决远距离低空飞行目标的靶场测控问题。     

高动态临近空间飞行器海上组网测控方案设计

为解决高动态临近空间飞行器海上测控对测量船数量需求较多、现有船队规模无法满足的难题,在分析测控需求特点的基础上,提出了一种基于测量船与临近空间飞艇组网测控的新模式。结合近中程、远程飞行试验分别进行了测控总体方案设计,并讨论了海上组网测控需要研究的关键技术。相关研究对我国后续开展高动态临近空间飞行器海上测控系统建设具有一定的参考价值。     

空间信息传输中的多天线技术综述

近年来,空间信息传输中的多天线技术得到了广泛关注和大量研究。首先介绍了多天线技术的信息论基础和演进过程;然后综述了多天线通信和雷达技术的研究进展,包括多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)卫星通信技术、深空天线组阵技术、空间多维协同传输理论与技术、MIMO雷达技术和分布式孔径相参合成雷达技术,分析了其中的关键技术及未来可研究的方向;最后,总结了多天线技术在航天测控领域应用的优势,展望了基于多天线的测控技术。     

大口径天线多模馈源跟踪系统校相参数的计算

基于测控系统常用的大口径天线多模馈源跟踪系统校相需求,介绍了当前常用的校相方法,针对太阳校相单次校相结果误差大、需取均值使用导致校相周期长等缺点,通过分析多模馈源跟踪系统工作原理,提出了一种基于固定波程差的校相参数计算方法。该方法利用不同频点的精确校相值标定跟踪系统和、差通道之间波程差,进而计算出整个频段中各频点校相值。最后结合靶场遥测设备进行计算验证,应用表明该方法计算快捷,计算结果稳定可用,符合实际数据的变化趋势,能够满足各项实际工程应用需求。     

船载空间目标观测系统的任务规划

讨论了航天测量船在执行任务时的规划流程和关键的技术要点,通过对测量工况规划、电磁频谱分析、多装备可探测性分析、装备任务计划编排等关键技术的阐述,提出了针对问题的解决方法。该规划方法能够支持航天测量船执行海上测控任务的事前准备,并给出合理的规划方案。     

全空域多目标测控天线零点约束方向图综合方法

针对全空域多目标测控天线相互干扰的问题,提出了一种基于零点约束的全空域多目标测控天线方向图综合方法.该方法对多个干扰目标方向进行零点约束,求取逼近给定方向图的最优权矢量的闭合解,生成具有干扰抑制能力的优化波束方向图.仿真结果表明,所提方向图综合方法在维持原有给定方向图特性的前提下,可在多个方向形成有效零点.在等效2m口径全空域多目标测控实物天线对该方法开展试验验证,结果表明在干扰方向抑制能力大于60 dB,证明了方法的正确性.     

脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法

脉冲超宽带测控新体制可有效提高测控系统的安全性能,且具有潜在的高精度测距能力.为了实现其高精度测距功能,提出了一种基于延迟锁定环路的脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法.该方法在传统伪码跟踪环的基础上进行改进,利用基于非相干积分的非线性反馈环路对接收信号的脉冲相位进行精密跟踪.理论分析和仿真结果表明,该延迟锁定环路可以完成对脉冲超宽带测控信号的时延精密跟踪.与直扩测控信号相比,在相同条件下,脉冲超宽带测控信号的时延跟踪相对误差更大,但由于脉冲宽度很窄,在一定载噪比条件下,其测量精度仍可达厘米量级甚至更高.