2022, 43(5):1-10. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211230001 CSTR:
摘要:针对超视距集群作业需求,提出将Ka频段高通量卫星技术与TD-LTE协议区域组网技术相结合,构建一种“1+N”架构的无人机载测控通信系统。通过方案介绍,阐述了卫星、组网、载荷等模块的设计思路、方案选型及实物设计结果,明确核心单元特点。详细论述了异构网络通信、平滑低延时传输、信源加密等关键技术,并完成链路余量计算、带宽时延测试及飞行试验。试验结果表明:系统任意终端间双向通信稳定可靠,方案设计合理可行。相比于卫星、组网单模通信方式,系统在长航距集群测控、任务协同、临场机动及应用资费等方面具有明显优势,为后续构建空天一体化多平台支撑通信系统,提供工程实践参考。
2022, 43(5):11-21. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211209001 CSTR:
摘要:针对海洋恶劣环境,研究了一种适用于无人值守的靶载终端结构系统。通过建立靶载终端散热数学模型得到上下插齿式最优散热结构,提出了一种基于高度差的双层回旋式密封结构及方法。分析了靶载终端呼吸效应的产生机理及解决措施,研制了抗随机波载及抗冲击能力的缓冲振动平台,并且通过密封及振动冲击试验验证了靶载终端结构系统的可行性和准确性。为恶劣海洋环境下无人值守的靶载终端提供有力的技术保障,提高我国武器靶载终端作战水平。
2022, 43(5):22-29. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220706001 CSTR:
摘要:系留翼伞可借助风力长期滞空,相比系留无人机具有抗风能力强、载荷重量大、电能消耗低、侦察视距远等优点,由于系留翼伞具有刚柔耦合特性,控制系统设计难度高,目前还缺乏有效的控制模型,技术上还不够成熟,制约了新型滞空飞行平台的应用。从系留翼伞刚柔耦合动力学建模、系留翼伞非定常气动力建模、系留翼伞刚柔混合状态空间建模、系留翼伞刚柔混合控制技术实现等四个方面探索了基于刚柔混合模型的系留翼伞控制方法,并验证了该方法的有效性。
2022, 43(5):30-43. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220124001 CSTR:
摘要:在运载火箭高发射密度、高判读需求、高数据量的背景下,现有自动化判读的判据覆盖率不全、判据编写门槛高、耗时多的问题日益凸显,缺少较通用的算法对传统判读算法未覆盖的判读任务进行判读补充,进而影响运载火箭效果评估与系统性能评定。为充分挖掘海量遥测数据中隐含的参数变化规律,设计智能判读算法作为传统算法的有益补充,提升传统判读的判读覆盖率和判读效率。以液体运载火箭长期加电试验产生的遥测数据为研究对象,设计集成神经网络智能判读算法,在给出的判读指标下研究得出,集成神经网络在频率异常、丢帧等五种现有判据难以描述的判读场景下,判读性能提升30%,提高了现有判据的覆盖率,后续可为判读体系完善和智能判读落地提供研究参考。
2022, 43(5):44-52. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211117001 CSTR:
摘要:高轨卫星导航接收机是实现高轨航天器自主定轨的核心设备。为在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分高效的验证,亟需设计基于高轨卫星导航接收机的地面测试系统。设计了一种基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统,主要创新点如下:第一,本系统可对高轨卫星导航接收机实际在轨状态下接收到的导航星座信号进行仿真;第二,具有模拟包含北斗三号等多导航卫星星座信号的功能;第三,本系统充分考虑自动化、通用化与一体化设计。提出的基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统能够在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分验证,并充分考虑测试实施,从自动化、通用化、一体化方面提升测试效率,减少人为操作失误导致的质量问题,解决人工判读带来的误判漏判问题。
2022, 43(5):53-60. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211117002 CSTR:
摘要:北斗星基增强系统BDSBAS通过地球同步轨道卫星实时播发导航卫星星历改正数等增强信息,提高用户全球导航卫星系统定位精度,提升服务水平,是北斗全球卫星导航系统的重要组成部分。根据相关标准协议文件研究了BDSBAS增强定位算法,并在自主研发的北斗星基增强系统监测接收机上设计实现了BDSBAS增强信号的接收,完成了单频和双频实时增强定位解算。实测结果表明:BDSBAS-B1C增强信号能有效提高GPS L1C/A的单频定位精度,相比于标准服务单频定位结果,水平和高程方向精度分别提升了45.18%和70.61%,提升后定位精度在1 m左右;BDSBAS-B2a增强信号能一定程度提高BDS B1C-B2a的双频无电离层组合定位精度,相比较于标准服务双频定位结果,水平和高程方向精度分别提升了6.15%和5.83%,提升后定位精度达到分米级。
2022, 43(5):61-67. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220310002 CSTR:
摘要:针对光电平台低速转动时,受摩擦力影响较大,使得速度跟随曲线出现“死区”现象,导致跟踪性能明显下降这一问题,提出了一种基于智能差分进化算法和Lurge摩擦模型的摩擦力补偿控制方法。通过采集记录光电转台正、反向匀速运动时的摩擦力大小,建立转台不同速度和摩擦力之间的对应关系。通过最小二乘法对摩擦模型静态参数进行分段拟合,采用智能差分进化算法辨识摩擦模型动态参数,并基于反馈的速度信息和获得的摩擦模型等效为摩擦补偿力矩输入到电流环控制输入端,实现平台平稳低速运行。实验结果表明:摩擦力补偿后速度响应误差由补偿前的±0.1°/s减小到±0.04 °/s,提出方法效果显著。
2022, 43(5):68-73. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210910001 CSTR:
摘要:利用MATLAB进行算法的研究、仿真和实现,已经成为科研工作者的重要手段之一。在MATLAB上开发算法便捷、高效,但无法直接应用在其他平台,此时需要软件人员编码转换进行二次开发。如果某个算法同时应用在Windows和Linux这两个系统中,软件人员需要开发两个不同的软件,它们功能相同只是代码不同。这不仅增加了软件开发的工作量,同时也不利于后期维护。针对上述问题,提出了一种基于MATLAB快速开发跨平台算法软件的方法。首先,利用MATLAB开发算法的便捷性进行算法的调试与验证,简化接口函数;其次,使用MATLAB Coder生成独立于MATLAB的C/C++代码;然后,将生成的代码在不同平台下进行封装,生成该目标平台的动态链接库;最后,不同平台通过调用该平台下的动态链接库,实现了同一算法的跨平台软件开发。所提出的算法软件跨平台开发方法,已成功应用于多个实际项目。通过本方法,不仅缩短了软件的开发周期,提高了软件编程效率,减少了软件开发中的人为错误,同时方便了软件的后期维护。
2022, 43(5):74-81. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211015001 CSTR:
摘要:弹载遥测设备是导弹研制阶段的重要参数测量设备,中小型导弹通常给遥测设备可使用空间比较狭小。目前,国内某小型导弹遥测设备指标提出了10 Mbps码率、能支持红外图像传输以及支持波道表在线可编程的要求,传统遥测产品的设计方案无法解决遥测设备体积小和功能全的突出矛盾。利用软件无线电的设计思想,采用AD9361和FPGA的硬件架构,使用了软件在线可编程技术、GMSK先进调制技术、基于FPGA的JPEG2000图像压缩技术和对称赋形天线技术,实现了一款集成度高、可靠性好、通用经济的先进弹载图像遥测设备。通过测试试验表明,弹载遥测设备简化了以往复杂的硬件设计,有效降低了弹载遥测设备的体积、重量和功耗,高集成度提高了产品可靠性,而且具备可重构能力,提高了弹载遥测设备的通用性和试验效率,有利于降低研发成本。
2022, 43(5):82-88. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210914002 CSTR:
摘要:随着航天遥测任务对机动性和防护性要求越来越高,车载大型遥测天线开始尝试安装在方舱内,运输时可以收藏防护,工作时可以展开,并要求在车辆运动过程中进行工作,实现通信要求。方舱开盖机构是作为消除风沙雨雪等环境负载影响、改善工作条件、提高车载大型遥测天线可靠性的一项重要举措。开盖机构能够自动开启和闭合,满足大型遥测天线工作需求,收藏状态能够对大型遥测天线起到防雨、防尘和防撞击等防护作用。由于大型遥测天线尺寸跨距大,又受铁路、公路运输的限制,导致常用的开盖机构设计空间受限制,并大幅增加了方舱开盖机构防护难度。针对上述问题,介绍了一套车载大型遥测天线新型方舱开盖机构的设计,将舱顶的顶板从左右方向分为两块,左右翻转打开。为了完全不影响天线的工作,方舱左右壁上部的立板也随着顶板一起翻转,顶板和立板翻转后,均与左右舱壁贴合,保证开盖机构打开后,整车宽度尺寸不影响车辆的公路运输性。该开盖机构采取电动推杆和钢丝绳绞盘方式进行自动开盖和闭合,并对机构进行力学分析计算、电动推杆和钢丝绳绞盘选型确认。新型方舱开盖机构既实现了方舱顶盖的自动开启和闭合,又满足了大型遥测天线的车辆运输和运动过程中的通信要求,有效实现防护功能,实际应用效果良好。
潘 超 , 李凉海 , 赵一鸣 , 王丽东 , 时志云 , 胡涛涛
2022, 43(5):89-96. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211231001 CSTR:
摘要:光子计数探测具有极高的探测灵敏度,已成为大气探测激光雷达的主流探测手段。设计了一种基于FPGA的8通道高计数率单光子计数系统,提出了一种基于多相时钟过采样的光子脉冲检测方法,实现了2 ns的光子脉宽分辨率、200 MCPS的光子计数率、无死时间的连续多通道同步计数,具有高计数率、高实时性、高集成度的特点。系统已装备于北京遥测技术研究所研制的多波长拉曼偏振大气探测激光雷达中,在激光雷达大气遥感中发挥了重要作用。
2022, 43(5):97-104. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211202001 CSTR:
摘要:设计了一种覆盖S频段的电控1-bit编码单元,并对其进行了等效电路分析与参数优化,单元在0/1两种工作状态下相位相差180°;以此为基础完成了9×9超表面阵列设计,通过设置变容二极管两端的偏置电压,使各个超表面单元能够根据设计需求在0/1两种工作状态之间切换,从而实现反射电磁波能量干涉相消。仿真结果表明,编码超表面阵列在2 GHz~4 GHz内相对于同尺寸的金属板能够实现15 dB以上的RCS减缩。
2022, 43(5):105-110. DOI: 10.12347/j.ycyk.20211103001 CSTR:
摘要:研究了延时线的精确时间测量方法。首先介绍了传统群时延测量方法的误差,并分析了误差形成的机理,然后提出采用基于群时延和相位时延相结合的方式进行延时精确测量的方法。采用二次测量的方式,结合群时延的粗测量和相位时延的精测量,完成延时的精确测量,并通过仿真、试验验证了该方法在延时测量方面的精度更高。
2022, 43(5):111-119. DOI: 10.12347/j.ycyk.20210815001 CSTR:
摘要:振动疲劳作为结构破坏失效形式之一,正日益得到重视。传统的船载雷达设备设计往往仅考虑静强度,从而导致结构抵抗疲劳破坏的能力不足。从模态分析的角度入手,利用模态叠加法进行随机振动分析,得到结构的各向应力功率谱密度。在此基础上进行基于Von Mises应力的谱分析,并分别从宽带和窄带过程的角度进行了疲劳寿命估算,最后对某船载雷达进行了随机振动疲劳分析。结果表明,船载雷达结构在满足静强度条件下,不一定能够满足抗疲劳性能要求。从模态振型分析的角度改进了结构设计,分析验证表明,改进后结构能够满足随机振动疲劳寿命要求。
高 旗 , 陈青松 , 杨 挺 , 杨贵玉 , 张洪涛 , 张 皓
2022, 43(5):120-126. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220125001 CSTR:
摘要:对MEMS“三明治”式倾角传感器进行结构优化设计,敏感元件采用双梁-质量块结构,其中可动质量块通过双梁和周围框架相连,可动质量块和上下盖板构成上下差分电容。外界给定某一加速度时,上下间隙此消彼长,从而导致电容量发生变化。通过建立敏感元件的静力学模型,获得敏感元件的关键尺寸与其性能参数的关系,基于体硅工艺建立敏感元件的三维工艺模型,并采用ANSYS有限元仿真对敏感元件的灵敏度、线性度、谐振频率等参数进行分析计算,结果表明:敏感结构的一阶谐振频率为576.68 Hz,灵敏度为0.76 pF/g,±30°、±90°对应的线性度分别为0.8‰、3‰,均符合设计要求,最后给出了倾角传感器敏感元件的加工流程。
2022, 43(5):127-127. DOI: 10.12347/j.ycyk.20220925001 CSTR:
摘要:根据上级单位对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要领导岗位人员调整的决定,以及《遥测遥控》编委会章程第七条的规定,决定聘请李凉海同志担任第六届《遥测遥控》编委会顾问,聘请于勇同志担任第六届《遥测遥控》编委会主任委员,聘请赵颖同志担任第六届《遥测遥控》编委会委员。 特此公告。 中国航天科技集团有限公司第九研究院第七〇四研究所 2022年9月8日