基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟

提出了一种基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟的方法。首先通过建立椭圆轨道的卫星平台和地球上目标的运动模型,求出卫星平台与目标的距离变化规律,并分析了这个距离与由其它模型得到的距离的不同及其对方位向压缩成像的影响。然后给出了面目标的原始数据模拟的方法,详尽地描述了整个模拟过程。最后给出并分析了原始数据压缩的方法及成像结果。
     

基于零点指向技术抑制星载SAR距离模糊算法

给出了基于零点指向技术抑制星载合成孔径雷达距离模糊的算法.该算法主要利用阵列信号处理中零点指向技术的原理,将抑制距离模糊问题转化为在指定方向上功率极小化问题,又可等效为最小二乘零点功率约束优化问题.通过将约束矩阵特征值分解和选代相结合的方法对该优化模型进行求解,得到天线方向图最优加权系数,从而精确地控制零点的深度和宽度,达到对星载SAR距离模糊有效抑制的目的.仿真结果表明了该算法的有效性.     

星载双频GPS观测数据的降采样处理方法

给出了星载双频GPS观测数据降采样处理方法.伪码观测精度较低,在降采样过程中采用不同的平滑方法对伪码的精度影响较大.首先阐述了观测数据的降采样原理,给出多项式平滑伪距和载波相位平滑伪距方法,分析了两种方法的优缺点;然后通过伪码数据质量评估结果来分析不同平滑方法对伪码观测精度的贡献.最后通过对模拟器输出的1 Hz星载双频GPS模拟数据的降采样处理,验证了降采样方法的正确性.结果表明两种平滑方法均能显著地提高降采样后的伪码观测精度,其中载波相位平滑方法效果更加优越.     

全球地表雷达后向散射系数的特性分析及其对星载降水测量雷达系统设计的影响

全球地表雷达后向散射系数(NRCS)的统计特性分析是开展星载降水测量雷达(SPR)系统论证的基础,但大范围、长时间地表NRCS的测量难度大、费用高,目前,我国Ku频段小入射角大范围地表NRCS的测量、统计特性研究几乎还处于空白状态。该文提出利用热带降水测量计划(TRMM)卫星2011年度观测数据对全球地表NRCS进行了统计特性分析,得到了NRCS的均值、均方差等统计量与入射角的关系。在此基础上,分析了其对星载降水测量雷达的系统动态范围、天线旁瓣、脉冲压缩旁瓣、雷达定标等方面系统设计的影响,为我国星载降水测量雷达的系统指标论证和定标方法的优化选择提供了依据。     

星载红外探测器信噪比模型灵敏度分析

星载探测器的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）决定预警卫星检测并识别弹道目标的能力,因此分析各因素对 SNR 的影响极具现实意义。首先分析了目标和背景辐射、探测器内部各种噪声产生的电子数,引出了基于电子数法的 SNR 计算模型;其次利用某些具体的性能参数、导弹尾焰辐射强度以及 MODTRAN 仿真的大气透过率和背景辐射亮度计算了不同类型探测器的 SNR 值,为后续SNR灵敏度分析奠定了基础;最后从目标与环境、焦平面和光学组件三个方面对SNR进行了较为全面的灵敏度分析,给出了SNR对模型因子的响应曲面,得到了SNR灵敏度分析的定量和定性结果。     

星载雷达结构设计的特点

针对星载雷达结构设计进行了分析,讨论了工作环境对结构设计的影响、承受的载荷分析、抗空间辐射的加固技术、抗振、隔冲设计、热设计、天馈结构设计、空间展开机构结构设计、星载充气天线结构设计和复合材料应用等问题.针对国内外的发展情况,并结合在研制工作中遇到的主要关键问题提出了解决的途径.     

星载软件的语句级高效更新方法

为减少星载软件在轨更新过程对测控资源的需求量,缩短更新上注时间,提出了一种无需操作系统支持、上注数据量低、版本可灵活控制的语句级软件更新方法。该方法首先利用预编译命令进行程序空间优化,使得不同模块的代码在编译后存储于不同的段中,减少代码修改对加载文件的影响;其次通过逐段求解参考段与更新段之间匹配路径,并基于此进行各段的差异内容提取,大大降低差异补丁规模;然后通过版本引导程序设计,实现对卫星软件版本的灵活控制;最后通过对文件和程序进行可靠性设计,保证整个更新过程的安全性。结果表明:该方法在ZDPS-3A卫星平台进行了充分的测试,所提出的更新方法可应用于无操作系统的星载计算机,支持软件状态可回滚且更新过程可靠,同时相比传统的差异内容提取方法,补丁文件的规模降低量均值超过50.00%,可显著缩短更新上注时间。本方法能够充分满足星载软件低数据量更新的需求,可推广应用至包括微小卫星在内的多种航天器。     

星载存储器吞吐率瓶颈与高速并行缓存机制

为解决目前星载存储器无法有效支持多路高速数据并行存储的问题,针对载荷数据高速输入需求,对基于NAND Flash的固态存储器的吞吐率瓶颈进行分析,根据固态存储器的固有写操作特性对有效吞吐率的影响,提出了四级流水线操作和总线并行扩展方案;针对多通道数据并行存储、流水线加载连续性等需求,对使用现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array)内部双端口随机存取存储器RAM(Random access memory)、外置静态随机存取存储器SRAM(Static Random Acess Memory)等已有缓存方案的不足进行分析,完成了基于同步动态随机存储器SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)的方案可行性分析与新型存储单元架构设计,最终提出了基于SDRAM的高速多通道缓存与存储协同调度方案.模型仿真与原型功能验证结果表明,方案在极限工况下可将4路高速文件数据连续并行接收缓存至SDRAM中,并可根据各分区缓存状态将文件数据按优先级自主动态写入Flash中,期间缓存无溢出,并最终进入常规动态平衡调度状态,实现了对多路高速载荷数据的并行接收缓存和自主调度存储,且存储器的数据吞吐率可达1.2Gbps,能够满足未来星载存储器对多路高速载荷数据存储的需求.     

星载SAR辐射定标处理与评估系统的设计与实现

星载SAR辐射定标处理是实现SAR定量化应用的重要技术手段,设计并实现基于星载SAR的定标处理与评估系统对进一步完善我国雷达卫星定标处理系统和提高定量化水平具有重要的理论意义和实际应用价值。研究了定标处理流程和系统功能,并根据模块独立化和自顶向下的原则,设计并开发了一个综合性的定标处理与评估系统。该系统可为精密定量雷达图像产品生产提供各种校正参数,并动态监测SAR系统性能。通过实际数据的充分测试和验证,表明系统具有很好的可扩展性和实用价值。     

星载高精度小型多圈绝对式编码器设计

为了满足星载相机中调焦相机电机转动精度和圈数记忆要求,设计了小型多圈绝对式光电编码器。根据星载相机的精度要求,对1级绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据电机转动的计数要求,设计了2级绝对式矩阵码盘计数系统;最后,对设计的小型多圈绝对式光电编码器进行了精度检测。小型多圈星载绝对式光电编码器外形尺寸为直径40mm×50mm、重量为200g、分辨力为40″、精度±100",圈数16圈。本编码器能实现相机中电机转动圈数记忆功能,且体积小、精度高,可满足星载相机的要求。