基于增量链接的可回滚星载软件在轨更新方法

为了减少对测控通道的占用时间,提高在轨更新过程的安全性和可靠性,提出基于增量链接、并可回滚至更新前状态的星载软件在轨更新方法.通过固定未修改的函数和变量内存空间,降低软件修改前、后内存空间布局的差异,将更新操作归结为对内存空间的写入和删除操作,减少上注补丁数据量,简化星上更新操作过程;针对安全性和可靠性,星上生成更新操作的逆操作补丁用于回滚,提供应对更新出错的回滚策略.试验结果表明,利用该方法进行更新,卫星无需重启,补丁上注时间短,更新操作正确,回滚操作有效,并成功应对各种更新出错情况.     

基于双频GPS的微小型标校用信标球

面对日益繁重特别是特殊环境(如海上测控)的标校任务需求,提出并实现了一种便捷、可动态标校的微小型信标球,其电子系统由锂电池、双频GPS,UCB测控应答机、综合电子模块等组成.双频GPS获取信标球原始测量数据和自定位结果;UCB测控应答机下传GPS数据,同时可作C波段地面测控设备合作目标,用于地面测控设备雷达和UCB设备相互校准.信标球重1 kg,功耗10W,体积为25 cm×25 cm×10 cm,工作时长16h,定位精度优于lm,并在某基地成功进行了放飞试验.     

谐振式微型光学陀螺锁频精度分析

在谐振式微型光学陀螺(R-MOG)系统中,为了减小由I控制器取代一阶惯性反馈环节,建立反馈控制模型,对比分析PI控制器和一阶惯性反馈环节2种反馈方式对锁于光学器件受温度、应力等外界环境因素影响产生的各种噪声,提高环路锁频精度,在反馈回路中引入P频精度的影响.利用PI控制器设置的反馈回路能够消除环路的阶跃响应稳态误差,从而降低温度等外界因素引起的环形腔互易性噪声的影响,提高环路锁频精度.进一步优化PI控制器参数,将优化设计的PI控制器应用于R-MOG系统,得到锁定环路阈值精度为30Hz,对应环长为7.9cm的微型环形腔可检测转动角速度为0.15°/s,并在该芯片构成的系统上观察到20°/s的陀螺响应.     

基于太阳能电池板的皮卫星最优姿态确定算法

为了提高皮卫星系统的设计冗余和可靠性,太阳能电池板可以复用为粗太阳敏感器.由于具有全空间视场,这一灵活的配置对周边光源有较强的敏感性,因此,在地球反照光干扰下,测量精度不高.在这一特定情况下,研究了改进的姿态确定算法,以提高卫星的姿态测量精度.根据反照光影响下电池板的实际输出情况,重新讨论Wahba问题,提出太阳能电池板定姿的新损失函数,并推导了该函数最小二乘意义下的最优姿态确定方法.与基于Wahba模型常用的四元素估计法(QUEST)相比,该模型的定姿算法具有更高的精度.蒙特卡罗仿真表明:该算法的平均定姿误差比QUEST小17%,误差标准差比QUEST小57%.     

数据通道对伪码跟踪环跟踪性能的影响

针对再生伪码测距应用中测距通道和数据（遥控或遥测）通道同时工作时的不同功率分配情况,分析了数据通道在PCM/PSK/PM和SP-L/PM两种调制方式下对伪码跟踪环跟踪精度的影响,同时还考虑了频率参考源不稳定引入的影响.理论分析和仿真结果表明,跟踪性能的下降取决于测距信噪比和信号干扰比,而信号干扰比又同数据速率与伪码速率之比有关,而且随着这个比值的增大呈现出极大值和极小值有规律的交替变化.通过合理选择数据速率,以及在正常的再生伪码测距信噪比条件下,跟踪性能损失很小,同时频率参考源不稳定的影响可以忽略.     

皮卫星电源系统的设计与仿真

为了满足皮卫星微小型化的要求,提出了一种新型卫星电源系统的设计方案.太阳电池阵 蓄电池组系统采用目前国内效率最高的三结砷化镓太阳电池阵和比容量最高的锂离子蓄电池,电源分配和变换广泛使用超低功耗工业级集成化器件,并且采用合理的筛选和测试手段保证系统可靠性.通过对太阳电池阵、蓄电池充放电和卫星负载进行建模,结合电源系统在轨运行的条件,仿真了卫星实时的能量状态,计算了在故障条件下电源系统的响应,以蓄电池容量变化作为能量平衡的判断依据.各种环境测试结果表明电源系统有效可靠,能量平衡仿真结果表明浙大皮卫星的能量策略不仅满足在轨运行条件,而且具有较强的抗故障能力.     

改善数字式加速度计处理电路温度稳定性的一种方法

介绍了一种电容式微机械加速度计的数字化处理电路,并重点介绍了数模转换器和模数转换器的温度特性。提出通过将调幅信号与载波信号进行相除运算,来显著的改善由于模数转换器和数模转换器引起的加速度计系统稳定性恶化现象。根据载波信号具有的一些与调幅信号不同的特性,运用方波解调的思想,设计了简化的数字方波解调算法对载波信号进行数字解调,这个算法可以节约大量的FPGA硬件资源,并且可以在解调时实现相位自动对准。     

Bubble结构牺牲层腐蚀的一种改进模型

以往的牺牲层腐蚀模型把扩散系数看作是常数,然而,实验结果和以往模型的计算结果在腐蚀开始一段较短的时间内吻合较好,但随着腐蚀时间的变长两者的差异越来越明显.为了解释这一现象并使模型能够较好地预测腐蚀过程,提出了腐蚀模型应该考虑氢氟酸扩散系数是浓度的函数,并在此基础上得到了改进模型.在改进模型中,浓度的下降会引起扩散系数的增大,这部分补偿了腐蚀前端浓度的下降.另外在改进模型中,扩散系数还是温度的函数.实验表明,改进模型与实验结果吻合地较好.这些结果不仅为对牺牲层腐蚀机理的理解提供新的证据,而且也为溶液在bubble结构里面的扩散提供新的证据.文中所观察到的这些现象也适合于其他类型的牺牲层腐蚀,条件是其腐蚀过程是受扩散限制的.     

数字调制谐振式光纤陀螺中阶梯波复位误差的分析

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是采用环形谐振腔来增强Sagnac效应的，其检测方案可以分为开环和闭环，在电路实现上，根据相位调制器控制信号的不同，又分为模拟调制和数字调制。相比而言，其数字闭环检测方案具有动态范围大、灵敏度高的特点。在数字调制的谐振式光纤陀螺中，其阶梯波的复位高度V2π是否精确，会对旋转角速度的测量和标度因数的线性度产生影响。从理论上分析了不精确的复位高度V2π对系统的影响，指出不精确的V2π将使谐振腔中的交叉耦合电场和直通耦合电场之间不会形成最佳相消干涉，从而产生误差。利用探测器输出总电场的表达式，以双频率调制的谐振式光纤陀螺为例，对引入的误差作了定量的数值计算，最后给出了克服误差的几种方法。     

谐振式光纤陀螺数字检测系统中A/D、D/A研究

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器.对R-FOG数字检测系统中A/D、D/A位数及量化精度进行了研究.在A/D端,利用过采样和低通滤波技术相结合,扩展A/D精度;在D/A端,利用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)提高有限位D/A的量化精度.最后将上述方案应用于实际的数字处理专用DSP芯片,利用12位A/D和14位D/A,组建了R-FOG数字检测系统,得到了和理论相类似的解调曲线,在此基础上,初步获得陀螺转动信号.