2022, 43(3):1-7. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211120001 CSTR:
摘要:在强相关或相干信号源环境下,基于子空间分解的高分辨方法无法准确估计信号到达角,而许多传统的解相干方法,如空间平滑法等,会减少阵列的有效孔径,且只适用于具有移不变性的阵列结构。针对相干信源DOA估计问题,提出了一种基于投影矩阵搜索的DOA估计算法。首先根据阵列流型构造噪声子空间的投影矩阵,并将阵列接收信号投影到噪声子空间;然后通过遍历搜索所有可能的投影矩阵获得空间谱,进而得到相干源的DOA估计。该算法能有效进行相干信源DOA估计,与传统的相干源DOA估计方法相比,该算法不会减小阵列的有效孔径,且适用于任意阵列结构,并具有良好的估计精度和超分辨能力,但计算复杂度较高。通过仿真实验,验证了该算法的有效性,比较了该算法与传统算法的性能。
2022, 43(3):8-17. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211108001 CSTR:
摘要:面向火箭结构健康监测,提出了一种基于深度学习的损伤检测方法,直接将多个通道的振动数据作为输入,并基于由长短时记忆网络LSTM(Long Short-Term Memory Networks)和残差卷积神经网络ResNet(Residual Convolutional Neural Networks)组合而成的LSTM-ResNet网络进行损伤识别。其优点在于,首先利用LSTM提取信号的时间依赖特征,减轻了由某些通道信号缺失带来的影响,再利用ResNet在不损耗特征的情况下进一步提取空间特征,提高了训练效率和损伤辨识准确性。通过充液圆筒振动放水实验模拟火箭飞行状态下的燃料消耗,并基于自主构建的数据集和公用数据集对LSTM-ResNet、LSTM、ResNet以及ResNet-LSTM网络进行了训练,训练结果表明,LSTM-ResNet组合网络无论在传感器是否存在故障的情况下都具有更好的性能,损伤检测精度更高。
2022, 43(3):18-23. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210915001 CSTR:
摘要:GNSS可用于获取动态载体的姿态信息,为提高其姿态测量精度,提出一种基于基线长度信息对最小二乘姿态解算方法进行加权处理,改进了最小二乘姿态解算方法,同时通过船载实验验证了该方法的可用性。实验结果表明:在船载动态实验中,当基线长度存在明显差异时,加权最小二乘法较等权最小二乘法在精度上明显提高,其中横滚角的精度提高了13 %。
2022, 43(3):24-30. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210310001 CSTR:
摘要:航天测控系统具有动态性、复杂性、可维修性、阶段间相关性等显著特征,作为航天器安全在轨运行的重要保障,其可靠性至关重要。针对航天测控系统可靠性精确计算的难点,提出了综合马尔可夫(Markov)模型和全概率思想的复杂、动态系统可靠性定量化计算方法,给出了计算流程。按照系统的动态组成特性,将任务进程划分为多个阶段,阶段内参试状态不变,不同阶段之间参试状态不同。借鉴Markov模型描述阶段内状态转移过程,通过求解Kolmogorov后向方程得到本阶段结束时的状态概率,利用全概率思想实现阶段间状态映射,体现阶段间的依赖性,依次对各阶段求解获取整个任务可靠性,具有求解准确度高、结果可信度高等特点。最后给出算例,通过与蒙特卡洛仿真结果的比对校验Markov方法的准确性。
2022, 43(3):31-36. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211109002 CSTR:
摘要:提出了一种同时提高探针馈电单层圆极化微带天线的增益带宽、阻抗带宽及圆极化轴比带宽的方法,解决了传统单馈点单层微带天线阻抗及圆极化轴比带宽较窄的问题。基于环形贴片行波圆极化辐射原理,通过在辐射贴片上方加载一方环形金属贴片,该贴片内外环与辐射贴片边缘等距设计,可调参数少,增加了天线阻抗及轴比宽带,提高了天线增益,同时实现低剖面应用。基于此方法,设计了一款应用于某型号的UHF频段宽带圆极化天线,并加工实物。实测结果表明:该天线电压驻波比(VSWR)<2的带宽达到17.2 % (370 MHz ~ 440 MHz),轴比(AR)小于3 dB的带宽达到8.4 % (395 MHz ~ 430 MHz),天线带宽内主辐射增益约7 dB左右。设计方法对提高单馈圆极化微带天线的轻小型化、宽带技术水平具有重大意义,应用前景广阔。
2022, 43(3):37-43. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220227001 CSTR:
摘要:一些通信卫星通过自适应1553B总线通讯,因此总线控制端在上电前对终端设备的内部遥测参数容量、存储位置是未知的,而是在系统上电后及运行期间动态地维护当前所有终端设备的状态信息,并由总线控制端通过对终端设备的轮询确定终端设备的总线接入状态,并动态获取终端设备的自描述信息,从而解决综合电子总线自适应性能单一、普适性差、数据动态交互机制弱的缺陷。针对某通信卫星自适应1553B总线通信功能,提出一种精准快捷的通信卫星1553B总线测试系统,通过1553B总线终端监视与处理设备,分别对1553B总线的自描述信息动态轮询获取功能和A/B总线自适应轮询功能进行测试,实现对自适应1553B总线实时监视与分析功能。实验表明,该测试系统有效验证了卫星1553B总线自适应通信功能,为总线通信的有效性和实时性提供保障。
2022, 43(3):44-53. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210629001 CSTR:
摘要:空间激光通信系统具有传输速率高、体积小、质量轻、功耗低等特点,适用于卫星高速数据传输。激光通信调制技术作为空间激光通信系统的一项关键技术,是影响系统通信性能的主要因素之一。首先,介绍空间激光通信调制技术的原理及其分类,并对其优缺点做比较分析,再对激光调制的关键技术进行阐述;然后,从发展阶段与应用环境角度对国内外已报道的空间激光通信调制技术研究进展进行总结;最后,对空间激光通信调制技术的发展趋势进行展望。
2022, 43(3):54-61. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211009001 CSTR:
摘要:基于模型的系统工程MBSE思想和信息化手段,以模型为核心、关系追溯为手段,集合测控分系统技术指标、设计经验等知识信息,提出一种基于MBSE的小卫星测控分系统建模设计解决方案。利用模型承载文档,显性化经验、信息、关系,形成基于模型的知识管理工具,提高工作效率,解放设计师,实现知识经验的数字化模型化承载,为小卫星测控分系统由经验设计向仿真设计转变,由基于文档到基于模型的研制模式转变,由实物验证向虚拟和实物验证相结合转变进行了探索和尝试。
2022, 43(3):62-70. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220322001 CSTR:
摘要:三维成像激光雷达技术为空间地理信息获取、目标立体探测提供了新的技术途径。以多波束并行收发、单光子阵列探测为特征的新一代三维成像激光雷达可提升雷达探测灵敏度、激光成像帧频与成像效率,从而实现远距离快速激光三维成像。三维成像激光雷达的激光发散角与接收视场需角秒量级的匹配精度。随着系统波束数量的增加,几十甚至上百波束的高精度收发波束匹配是系统设计装调的难点。聚焦多波束单光子阵列三维成像激光雷达的收发匹配难题,设计了基于衍射分束激光发射与光纤阵列接收的收发光学系统,提出了一种多波束激光雷达收发波束匹配方法,并对该方法的收发匹配误差源以及温度对其影响进行了详细分析仿真。实验验证结果表明,可实现64波束优于10 μrad的匹配误差,在工作温度范围内总的收发失配优于20.78 μrad,满足本系统设计时25.5 μrad的收发匹配裕量,系统对环境温度有较好的适应性,具有良好的工程应用前景。
李 春 , 朱瑞龙 , 谢成清 , 贾朝锋 , 高尔远 , 曹 诞
2022, 43(3):71-78. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211213001 CSTR:
摘要:近年来商业卫星产业发展迅速,从卫星物联网星座到高精度SAR成像,商业卫星的应用领域也越发丰富。区别于传统的大卫星,商业卫星主要集中在微纳、皮纳等卫星领域,最常见的为1U、3U、6U和12U等立方星。卫星平台的尺寸与载荷通信能力密切相关,微纳、皮纳等卫星平台由于尺寸较小,导致载荷通信能力严重不足。如何提升小卫星平台的通信能力,成为了商业卫星亟待解决的关键技术问题。薄膜天线具备可收纳展开特性,能够广泛应用于各种小卫星平台,在发射入轨前通过合理的收纳方式,收拢在小卫星平台尺寸内;在轨后,通过展开装置释放,形成较大辐射口径,有效提升卫星通信能力。由于薄膜厚度小(约0.1 mm左右),Q值很高,限制了天线的带宽特性,也不便于实现圆极化辐射特性。以柔性薄膜(厚度约0.1 mm)为基础,以常规微带贴片为单元,通过旋转布阵以及多次顺序旋转馈电使该薄膜天线具备较好的圆极化、宽带特性,天线阵面规模为16×8,天线驻波(VSWR≤2.0)和轴比(AR≤3.0 dB)带宽可分别达到约10 %和4 %,法向最大增益可达24 dB,显著提升了薄膜天线的工作带宽和辐射特性。
2022, 43(3):79-85. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211229001 CSTR:
摘要:研究基于深度学习技术的无人机航拍图像目标检测算法,首先介绍目标检测算法SSD(Single Shot MultiBox Detector),并对其特征提取网络进行改进,采用稠密特征提取网络替换原网络的主干特征提取网络,提高算法的特征提取能力,从而提升了算法的检测精度。针对网络实时性问题,在算法中引入分组卷积,极大地减少了网络参数量,提升了网络推理速度。为解决训练中出现的正负样本不均衡问题,利用焦点损失(Focal Loss)改进了原算法的损失函数,进一步提升了网络的收敛速度和精度。最后,通过仿真验证了改进算法在目标检测精度上的优越性。
2022, 43(3):86-93. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211228001 CSTR:
摘要:高频地波雷达的海上目标探测能力与电离层杂波的抑制效果息息相关,而电离层杂波的复杂性与变化多样性又为抑制带来了难题。为实现电离层杂波的抑制,分析了电离层杂波的混沌特性,在此基础上提出一种基于改进粒子群算法优化小波神经网络的抑制方法,解决了粒子群算法易早熟和易陷入局部最优的缺点;提出一种自适应概率变异的策略,丰富了种群多样性,使得整个迭代过程中粒子群能够跳出当前最优,寻得全局最优。实测实验表明,基于改进粒子群算法优化的小波神经网络(PSO-WNN)能够基本预测电离层杂波的数值,进行电离层杂波的抑制,有效改善了信噪比,对电离层杂波的抑制研究具有重要意义。
2022, 43(3):94-102. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220105002 CSTR:
摘要:角闪烁背景下,高分辨雷达在近距离跟踪阶段存在不能精确跟踪的问题。针对此问题,分析了基于距离高分辨的单脉冲测角方法,并在此基础上,结合距离向强散射点的幅度特征,提出了一种基于航迹关联的抗角闪烁跟踪算法。算法首先对和通道、方位差通道、俯仰差通道的回波信号分别进行脉压和相参积累;然后在和通道的高分辨一维距离向上实现目标强散射点的检测,依据幅度进行排序并输出各点的距离信息和角度信息;最后利用联合集成概率数据互联算法作为目标跟踪滤波算法进行跟踪。本文通过对ku波段实测数据中入射余角为60°~69°的近距离跟踪部分进行分析,将所提算法与卡尔曼滤波跟踪算法进行了对比,仿真结果表明,本文算法使多目标跟踪的精度得到了提高,具有更好的角闪烁抑制性能。
2022, 43(3):103-108. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220109001 CSTR:
摘要:精密测距与高速通信一体化技术已发展成为星间激光链路的主要研究方向之一。为了探究基于空间激光通信系统的通信解调算法对测距性能的影响机理,根据现有的激光通信系统架构,分析了测距通信一体化系统的工作原理,搭建了基于码元同步的激光测距通信一体化系统模型,分析了基于Gardner同步环路信号跟踪系统的测距精度,并对鉴相算法进行了优化。理论和仿真证明,优化后的码元同步环能够同时实现码元同步判决和距离解算,并得到了4 dB的噪声容忍度提升,其测距方差主要与基带成型滤波参数、环路带宽、载噪比以及鉴相增益等因素有关。该算法简洁,不受载波相位影响,对高阶调制具有良好的兼容性,适用于空间激光链路系统,丰富了测距通信一体化理论,为后续一体化系统设计提供了仿真依据。
张庆学 , 赵国良 , 王艳玲 , 匡乃亮 , 李宝霞 , 杨宇军
2022, 43(3):109-118. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211026001 CSTR:
摘要:基于硅通孔TSV(Through Silicon Vias)的星载微系统,通过硬件框架设计、TSV关键工艺设计、CPS仿真设计、全流程测试及可靠性研究,最终在全国产化高温共烧陶瓷HTCC(High-Temperature Co-fired Ceramics)管壳内集成了抗辐照海量信息处理器、抗辐照大容量存储器、抗辐照微控制器、抗辐照38译码器等器件,形成43 mm×43 mm×5.65 mm的气密性封装星载微系统,具备高可靠、高性能的处理能力以及星上常用的控制和通讯接口,可用于星上载荷信息实时处理及星务平台控制管理,可以有效替代现有的板级产品,实现星载电子系统的小型化、集成化。
2022, 43(3):119-125. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211020001 CSTR:
摘要:针对传统液漏传感器检测精度低、空间分辨率小以及不能实时监测多点位液漏等问题,利用LabVIEW设计了一个基于光纤传感器的液漏监测系统。整个系统包括传感器和上位机两个部分。其中,光纤带式传感器负责采集漏水点的信号,其传感功能的实现基于侧向耦合效应。LabVIEW上位机负责实时监测多点位液漏状态,实现了采集数据的处理、存储和显示功能。上位机和传感器之间采用USB接口通信。实验结果表明,该系统能够对8 m区域范围内,160个点位的漏水状态实时精确定位及报警,漏检率≤10 %,位置精度介于±25 mm,较传统液漏传感系统,其空间分辨率提升了10 %。对于当前设备存在的漏检和误报的问题,给出了误差分析及改进思路。通过LabVIEW实时显示多点位漏水状态,能够提高工作效率,适用于对漏水监测有较高要求的场合。
2022, 43(3):126-126. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220601001 CSTR:
摘要:《遥测遥控》(英文刊名:Journal of Telemetry, Tracking and Command)创刊于1976年,是中国航天科技集团有限公司主管、中国航天科技集团有限公司第九研究院第七〇四研究所主办的学术性刊物,是中国宇航学会遥测专业委员会和中国自动化学会遥测遥感遥控专业委员会学报。本刊是航天测控领域具有影响力的学术期刊,发表遥测、遥感、遥控及相关领域的理论研究、应用研究、工程设计以及产品开发、研制和应用等方面成果的论文。本刊是国家新闻出版广电总局认定的第一批学术刊物,是“中国科技论文统计源期刊”(中国科技核心期刊),同时被《中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)》、《CNKI系列数据库》、《万方数据——数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》及“超星期刊域出版平台”全文收录。本刊目前为双月刊、全彩印刷,面向国内外公开发行。 本刊栏目设置主要包括:综述、测控通信与导航、雷达与对抗、MEMS与传感器、太赫兹科学与技术等。 1.综述类论文应在反映国内外行业最新现状的基础上提出自己的见解,如对未来的发展趋势、研究重点、新技术研发方向的判断、预测等,须具有一定的广度和深度,切忌写成科普论文;学术科研类论文应具有一定的创新性和实用性,务求论点鲜明、论据充分、主题突出、数据可靠、图表清晰、逻辑严谨、文字简练、语句通顺。 2.每篇论文原则上不少于5?000字为宜。摘要撰写应包括:目的、方法、结果、结论四要素,应具有独立性和自含性,包含与全文同等量的主要信息,即不阅读全文,就能获得必要的信息。引言应在大量阅读相关文献的基础上,简要说明本研究的目的、范围、相关领域的前人工作和知识空白、理论基础和分析、研究设想、研究方法和实验设计、预期结果和意义等,不要与摘要雷同,1?000字左右为宜。文章图和表应少而精,符合制图规范,尺寸大小以适合本刊版面刊用为宜,线条和字符清晰,非综述类论文图片一般不超过10幅。参考文献的引用应遵循“最新、关键、必要和亲自阅读过”的原则,在正文中顺次引用,数量一般不少于20篇为宜,未公开发表的资料不宜引用。其他格式要求详见本刊官网最新论文模板。 3.投稿时,请提供按照本刊官网最新论文模板撰写的Word版电子文档一份。科研单位投稿,须附单位保密审查证明;在校硕士生、博士生投稿,只需附导师签署的意见一份。请登录本刊官网进行投稿。 4.编辑部将及时汇总审稿意见告知作者。自编辑部通知作者修改论文之日起6个月内未返回的论文,视为作者自动撤稿,超期返回的论文按照退稿后重新投稿的审稿流程处理。 5.获国家、省、部科技进步奖、发明奖课题的论文,自然科学基金、各级攻关项目课题论文,请提供项目的编号或获奖证书复印件,稿件一旦录用,可安排优先发表。 6.本刊暂不收取版面费。稿件刊出后按稿件质量发放一次性稿酬,并赠送当期《遥测遥控》2册。 欢迎广大科研工作者、高校师生踊跃投稿。 本刊官网:ycyk.brit.com.cn;微信公众号:遥测遥控。 编辑部联系电话:010-68382327/68382557;联系邮箱:ycyk704@163.com。