基于PC104 Plus总线和DSP系统的高速数传系统

该文介绍了一种基于PC104Plus总线和DSP系统的高速数传系统,它是空间数据传输标准AOS(高级在轨系统)的仿真和验证系统。该系统采用DSP对高速信号流进行实时的信道编解码,并且通过DSP作为桥接芯片实现了与PC104Plus总线的高速数据交换,从而实时地将数据送到嵌入式计算机中进行处理。试验结果表明该系统较好地模拟了AOS的数据传输体制,验证了其中的一些关键技术。     

基于流式计算的遥感卫星数据快视处理方法

随着高分辨率遥感卫星数据获取能力和地面数传接收能力的提高，现有遥感卫星快视处理系统的处理负载增大，实时性要求越来越难以满足。针对这些问题，采用流式计算思想提出了一种新的遥感卫星数据快视处理系统设计方法。在分析遥感卫星数据快视处理数据流特点的基础上，应用Storm框架对现有系统进行并行优化，设计遥感数据流处理任务拓扑结构，同时利用消息队列中间件Kafka改进处理单元间数据交换和数据缓存方式。实验表明，该系统在数据吞吐率和可靠性方面测试效果良好。     

基于USB3.0总线的卫星数传基带数据接收模块设计

卫星数传基带数据接收是卫星数传系统测试的基础。通过对USB3.0总线协议的分析,提出了一种基于USB3.0总线的卫星数传基带数据接收模块的设计方法。该模块以FPGA和USB 3.0接口芯片（CYUSB3014）为核心,采用FPGA实现数据流的同步、加扰、RS译码操作,采用USB3.0接口芯片实现数传数据接收。经试验证明,该模块结合PC机,数据接收速率可到2.1Gbps,与主流基于CPCIe\VPX高速串行总线的数据接收平台相比,成本降低显著,便携性高。     

高速数据传输中的几个问题

实时传输侦察、遥感、遥测等数据,需要高速数据传输系统。为此美国NASA的跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)设计了数传速率300Mbps的返向线路KSA(Ku波段单址),其后的高级跟踪与数据中继卫星系统返向线路KaSA(Ka波段单址)的数传速率可达800Mbps。本文对在星—地、星—星间传送高速数据涉及到传输信道和载波捕获跟踪作简单介绍后,重点对调制解调、信道编码等技术问题进行了探讨。     

通用遥感卫星基带数据二级并行处理算法设计与实现

针对星上高速率下传的遥感数据,为实现地面基带数据处理系统的快速实时处理,本文设计和实现了一种通用的遥感卫星基带数据的二级并行处理算法。该算法利用外部配置和软件设计模式的方式解决了通用性设计,利用高性能计算技术实现基带数据快速处理。通过对卫星地面基带数据处理在不同卫星中的差异性进行分析,合理设计了外部配置文件和软件抽象模型;对卫星基带数据处理过程中计算最复杂的解压缩部分,利用MPI+OpenMP并行编程技术,提高了基带数据处理速度。实验结果表明,本文算法具有良好的通用性和扩展性,可通过设置配置文件和极少改变原有代码的情况下实现了资源三号卫星1、2星的处理;此外,本算法在5台各配置2个4核Intel Xeon E5620处理器的刀片服务器上实现了450Mbit/s的双通道数据快速实时处理,具有良好的性能。     

基于FPGA的GPS接收机基带处理硬件在环系统

针对GPS跟踪环路参数调试繁琐复杂、FPGA反复编译耗时多的问题,设计了一种基于FPGA的GPS接收机基带处理硬件在环系统。该系统以FPGA设计的GPS基带处理为核心,完成卫星信号的采集和基带信号处理,并将处理结果通过以太网实时传送到Simulink设计的跟踪环路进行处理,在处理完成后反馈到FPGA的基带处理单元,完成卫星信号的捕获和跟踪。经测试,该系统实现了卫星信号的捕获和跟踪,验证了该平台的有效性和准确性,提高了GPS跟踪环路的设计、调试、验证、实现的效率,对快速开发卫星导航芯片和系统具有积极作用。     

基于刀片式服务器的遥感数传基带处理系统设计

在遥感数据实时采集和处理系统中,实时处理大流量数据越来越重要;结合工程实例,介绍一种基于刀片式服务器的遥感效传基带处理系统平台,主要由基于两块刀片式服务器的数据处理系统组成;分别从硬件结构、软件体系两个主要环节对系统实现过程进行了详细说明,对于促进遥感卫星数据的实时处理发展具有重要的意义并且更具实践参考价值.     

卫星通信数传半物理仿真试验平台的构建与应用

提出了卫星通信数传半物理仿真试验方法,介绍了卫星通信数传半物理仿真系统平台的功能及设计原理.提出的卫星通信数传半物理仿真试验平台通过对仪器设备的控制来模拟卫星通信时不同工况的数传信号,将基于结构相似度的图像评价方法应用于数传质量评估中,实现系统信道数据传输质量的量化分析.在EMC实验室中,系统成功实现了数传链路的仿真试验,试验中的传输数据使用真实的卫星遥感图像,并采用与卫星上相同的数据处理方法,运行相同的星上协议.经试验验证,所提出的卫星通信数传半物理仿真试验方法能够有效建立数传链路各项参数与数据传输质量的模型,对影响数传能力的因素进行地面研究,并为数传故障分析提供依据和试验方法.     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。     

STK/Scheduler在卫星数传调度中的应用研究

卫星数传调度问题是一类复杂的组合优化问题,即如何为卫星数传任务分配地面资源的问题,它是当前航天领域需要重点研究的问题之一.STK/Scheduler模块是STK工具包中的调度模块,对外提供了二次开发功能.针对卫星数传调度问题,研究了STK/Scheduler模块在该问题中的应用.首先在分析问题的基础上建立了卫星数传任务模型和调度模型,然后对基于STK/Scheduler的卫星数传调度系统进行了设计.最后利用AFIT基准数据进行了验证,结果表明在卫星数传任务规模不太大的情况下,TK/Scheduler为卫星数传调度问题的求解提供了一条捷径.     

基于分布式集群架构的遥感数据传输机制

对地观测遥感卫星数据传输系统采用Linux虚拟服务器集群架构传输遥感卫星数据,而该集群中承载传输任务的新旧服务器在实现断点续传的过程中由于控制信息不同步会造成数据片重复。设计一种基于分布式系统架构的遥感卫星数据处理机制DPM,采用Kafka消息队列快速存储数据包,利用代码模块使Spark Streaming精准提交消息偏移量,并通过数据传输速率与进度统计实时记录DPM运行状态信息。测试结果表明,DPM机制可精准记录与提交消息偏移量并实现数据续传功能,从而确保遥感卫星数据的准确稳定传输。     

基于MPI并行计算的卫星遥感数据变化监测系统设计

为控制卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差,实现对卫星遥感数据传输变化行为的准确监测,设计基于MPI并行计算的卫星遥感数据变化监测系统。建立A/D转换电路与Zigbee网络节点的匹配关系,将所得卫星遥感数据按需分配给传感器模块与协调器设备,完成数据采集与监测终端的硬件设计。按照并行拓扑结构连接形式,实施MPI的基本调用,再联合数据进程编写原则,实现对MPI并行计算的完善。根据传感器几何校正原理,求取遥感数据度量值,再分析核函数表达式,完成对卫星遥感数据的处理。利用MPI并行计算,控制数据采集与监测终端的硬件执行设备,完成卫星遥感数据变化监测系统设计。实验结果表明,所设计系统的卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差明显缩小,能够准确监测卫星遥感数据传输变化行为。     

高速可编程遥感卫星数据模拟源的设计与实现

本文以高性能可编程逻辑器件,高精度、低抖动、低畸变可编程时钟芯片为核心器件,采用PCI总线技术,设计了高速可编程遥感卫星数据模拟源,在使用windows2000的高性能服务器上,实现了1MHz￣400MHz,步进为1MHz,逐步可编程模拟卫星信号输出,有效的解决了遥感卫星地面记录系统维护和开发的数据源问题。     

遥感卫星地面接收系统业务能力评估

随着航天事业的快速发展,遥感卫星的发射数量越来越多,遥感卫星地面接收系统面临着快速、稳定的接收新发射卫星下传数据的迫切需求。在此背景下提出了一种遥感卫星地面接收系统业务能力的评估方法,建立基于AHP的业务能力评估指标体系。结合业务特点,阐述了系统单机状态评估模型、系统业务能力评估模型并确定了各级因素的影响权重。实例分析结果表明,此评估方法能够快速确定遥感卫星地面接收系统对于某遥感卫星数据接收业务能力状态,给出系统最小化改进指引,对系统资源的利用及优化提供了可行性建议。     

利用音频变压器隔离方式实现数据远程传输

分析了数据远程传输采用基带方式的原因 ,以及影响数据点对多点传输的因素 ,介绍了利用音频变压器隔离方式实现数据远程传输的方法     

基于多源遥感数据协同反演森林地表土壤水分研究

土壤水分在土壤监测中是一项重要的指标,对于农业生产、生态环境以及水资源管理有着重要的影响.随着遥感建模与反演理论的不断成熟,其逐渐成为分析土壤指标的重要技术与手段.因此,利用光学影像与雷达影像数据,以大兴安岭地区漠河市为研究区域,分别建立以Landsat 8为数据源的土壤水分反演模型和由Landsat 8影像数据与GF...     

基于遥感卫星资料的台风监测技术研究进展

受到全球气候变暖的影响,台风的年暴发频率及其造成的危害都成上升趋势,中国位于西北太平洋沿岸,已成为世界上少数几个遭受台风影响最严重的国家之一。卫星遥感资料因其覆盖范围广、成像面积大、时间分辨率高,已成为台风灾害损失评估的有效资料。在综合近年来台风监测相关研究的基础上,从常规观测资料、气象卫星遥感资料、微波遥感资料等角度出发,对遥感技术在台风监测中的应用现状进行了详细的论述。同时,也对各种数据资源存在的问题以及优势进行了分析,并提出需要加强开展多源数据融合、台风监测系统建设等方面的研究。     

遥感卫星图像数据信息浏览查询技术优化与实现

遥感卫星图像数据的浏览查询系统向遥感数据用户提供卫星原始数据以及各级产品数据的查询服务。然而随着入库遥感数据的日益增多,当多用户并发浏览查询时,系统出现查询响应时间过长的现象。文章从数据库服务器、应用服务器以及应用程序方面对浏览查询系统进行了性能调整,并通过测试证实了优化方法的可行性。