2022, 43(2):1-9. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211018001
摘要:针对小样本限制下卫星部组件识别域适应困难的问题,提出一种变化场景下自适应迁移的目标识别算法。卫星部组件的识别模型框架为YOLO,迁移算法包括3个策略:基于特征关联性的样本加权策略,基于模型的参数自适应策略和最优特征变换自适应迁移策略。基于以上策略,YOLO模型建立域特征空间的相似性,选择性地迁移源域知识,同时在适应过程中通过调整策略边界学习不变特征表示,以此来加强模型的自适应迁移能力。迁移实验中,分别验证了3个策略的迁移能力,有效提升YOLO模型在复杂多变空间环境下对卫星部组件的稳定识别。实验结果表明:基于特征关联性学习到的权重要优于随机初始化权重,参数自适应迁移显著提升了目标域的测试精度,最优特征变换显著提升模型的泛化性能力。
2022, 43(2):10-16. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211130001
摘要:针对航天领域全空域多目标管理使用需求,设计了一种基于富勒烯结构的赋型数字多波阵列天线,介绍了数字多波束信号收发处理工作原理及赋形阵列结构设计方案,研究了基于赋型阵列天线的波束滑动行走模式、多波束工作模式、波束增强模式,建立了赋形阵列天线数学仿真模型,对阵列天线波束增益一致性、波束宽度一致性、多波束方向图、波束增强性能进行了仿真分析,验证了赋形阵列天线的优异性能。
2022, 43(2):17-24. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210824001
摘要:针对LEO卫星网络中由于流量分布不均导致的拥塞问题,以及多种通信业务带来的QoS保障问题,提出了基于区域划分的多业务QoS路由算法(MSR-RP)。算法考虑了信关站有限分布造成的漏斗流量问题,一方面通过划分动态区域,减少区域节点数量,降低了算法整体计算复杂度;另一方面,在轻负载区域采用最短路径算法计算路由,重负载区域采用多目标遗传算法计算路由,保障不同业务QoS并实现负载均衡。对MSR-RP路由算法进行了仿真建模和实现,在设计的仿真场景中,对业务流分类(TCD)算法与MSR-RP算法进行性能对比分析。结果表明,MSR-RP算法在提供QoS保障的同时,具有良好的负载均衡性能,网络吞吐量有较大提升。随着全局业务量的增大,其网络平均时延、丢包率低于TCD算法。
2022, 43(2):25-35. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210913001
摘要:基于非正交多址接入(NOMA)的Q学习(Q-Learning)随机接入方法(NORA-QL)是实现物联网中海量设备泛在接入的一项有效技术。为了解决NORA-QL方法仍存在的传输能效和过载容量较低的问题,提出了一种适合卫星通信网络的改进方法(I-NORA-QL)。针对传输功耗高的问题,I-NORA-QL利用卫星广播的全局信息改进Q学习的学习策略,将用户发射功率用于奖励函数的构造,同时将学习速率设计为与算法迭代次数相关的衰减函数。I-NORA-QL进一步在接入类别限制ACB(Access Class Barring)的基础上,基于学习过程中的Q值特性和负载估计实现ACB限制因子的自适应调整以进行过载控制。仿真结果表明,提出的I-NORA-QL改进方法相比于现有其他方法,能够有效降低用户设备的平均功耗,且在系统过载状态下可以显著提高吞吐量。
2022, 43(2):36-45. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220104001
摘要:为确保运载火箭测试数据的完整性与正确性,克服传统人工判读模式判读效率低、易误判漏判以及通用编程语言自动判读模式判读适应性、扩展性、复用性差的不足,提出并设计运载火箭测试数据处理领域的自动判读语言IPL(Interpretation Language),以及配套的语言解析与执行器,实现了运载火箭测试判据的形式化定义与描述,减轻了业务人员的学习、判读成本,使得海量测试数据的判读在分钟级即可全部自动完成,目前已在多种新一代运载火箭工程实践中得到成功应用。
2022, 43(2):46-56. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210206001
摘要:随着在轨航天器数量的增加,为支持航天器的可靠运行,地面测控设备需长期处于加电状态,这对设备状态检测与维护管理带来较大难度。提出两种基于灰色系统理论的GM和Verhulst测控设备状态预测模型,采用数据平滑和背景值改进等措施,对地面测控设备状态预测模型进行优化,有效提高了预测精度,并通过实例分析,梳理了两种预测模型的适用范围,为开展测控设备视情维修提供决策支持。
2022, 43(2):57-62. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211107001
摘要:针对某在轨航天器电源温控系统典型故障案例,提出基于Pearson相关系数回归分析的航天器多元遥测数据异常检测方法。首先,对相关遥测数据进行特征提取;其次,对正常状态下的遥测数据进行拟合建模,并用该模型检测后续遥测数据;最后,采用基于Pearson相关系数的回归分析方法对实测数据进行仿真分析。结果表明,针对航天器首次发生的异常,该方法能从多维遥测数据中快速提取与异常相关的特征遥测参数,可有效建立遥测参数预警模型及检测遥测数据的异变趋势,并能够推广应用于其他航天器。
2022, 43(2):63-67. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210618001
摘要:针对多性能参数复杂电子产品可靠性评估存在过程复杂、计算量大、建模困难、针对性和适用性较差的问题,提出了基于小波熵的复杂电子产品可靠性评估方法,将能量熵用于处理电子产品各监测时刻的信号,将其作为随机退化量建立了多性能参数电子产品的可靠性评估模型,给出了具体建模步骤和流程。最后以具体实例,验证了方法的有效性。
2022, 43(2):68-80. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211009002
摘要:针对低信噪比条件下的逆合成孔径雷达ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)超分辨率成像处理问题,提出了一种基于快速分裂Bregman迭代的ISAR超分辨率成像算法。首先,在正则化框架下,将方位分辨率的提高问题转化为一个正则化问题;其次,利用托普利兹矩阵的低位移秩特征和Gohberg-Semencul表示来加速收敛。所提出的算法既利用了分裂Bregman迭代在低信噪比条件下的重构能力,又能保证快速成像。利用仿真和实测数据开展了多项实验,与线性Bregman迭代LBI(Linearized Bregman Iteration)、正交匹配追踪OMP(Orthogonal Matching Pursuit)等现有常用算法的结果进行了比较,结果表明本文算法取得了更佳的成像性能且运行时间相对较短
2022, 43(2):81-90. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210323001
摘要:中轨合成孔径雷达具有非匀直运动轨迹的特点,对非合作运动舰船目标成像时,相对运动复杂,成像困难。提出一种适用于中轨SAR海上运动舰船目标的高分辨成像算法,首先分析中轨SAR的特性,推导中轨SAR精确的斜距模型,分析由运动舰船引起的回波相位误差,结合斜距模型和多普勒参数估计推导舰船运动参数,进而修正斜距模型,根据修正后的斜距模型补偿舰船运动带来的误差,获得清晰的运动舰船目标图像,并通过实验仿真验证了所提算法能够有效改善成像效果,得到聚焦良好的目标图像。
2022, 43(2):91-96. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210821001
摘要:对测控站中快速校准和差通道相位的方法进行了原理分析,以18 m口径天线为例,论证了在X频段下大口径天线的空间波束相对于S频段更窄,利用X频段空间目标进行快速校相时需要天线系统提供更高的指向精度来满足校相时的角度偏置处于主瓣内。通过分析抛物面天线的指向误差源和模型,提出了基于该模型进行目标引导数据误差反向修正的工程应用方法,可显著提高X频段下天线电轴对于空间动态目标的指向精度,从而保证大口径天线对于X频段目标快速校相的成功率,并以18 m测控数传一体化抛物面天线系统作为对象在工程上进行了对星校相验证,效果优良。
2022, 43(2):97-103. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210623001
摘要:针对航天多目标测控领域中的相控阵天线,设计了一种工作在S频段、尺寸为116 mm×116 mm×16 mm的双圆极化微带相控阵子阵天线。天线采用探针接触和电磁耦合两种馈电方式实现宽频带,通过90°极化电桥实现左、右旋同时双圆极化,通过合理布设金属化接地孔提高阵元间隔离度。研究结果表明,相控阵子阵天线在工作频带内的回波损耗<16.3 dB,阵元间隔离度均 15 dB,顶点增益可达8.3 dB,方向图半功率波束宽度>35°,电压驻波比 1.43,±60°角域内的轴比 2.1 dB,仿真和测试结果一致性较高;天线具有低剖面(高度为0.1 λ0,λ0为空气介质波长)、结构简单、易于加工等特点,满足预期设计要求,为多目标相控阵测控系统研制提供了技术依据和产品支撑。
施英妮 , 张根生 , 张春华 , 易欣 , 刘洪伟 , 李冰
2022, 43(2):104-110. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210927001
摘要:海洋锋是海洋动力学中重要的研究对象。目前主要利用卫星遥感海面温度数据分析海洋锋。由于夏季中国近海海域海面温度趋同特性,无法利用海面温度数据分析海洋锋,而卫星遥感海色数据可以有效弥补海面温度检测海洋锋的不足,提高海洋锋检测的准确性。基于多源卫星融合数据,利用梯度检测算法对中国近海海域进行海洋锋研究,结合海面温度和蓝绿波段遥感反射率比值的季节变换规律,利用不同季节适用的不同梯度检测阈值,获取中国近海的海温锋和海色锋分布规律。通过海温锋和海色锋互补,可以实现对中国近海锋面更全面的检测。