摘要:随着卫星互联网和我国航天测控技术的不断进步，航天测控网络朝着智能化、一体化的方向发展，在自主测控、资源分配等方面进展良好。因此，建立智能天地一体化的航天测控网是我国航天未来发展的重要目标。针对智能航天测控网中的跟踪测轨、遥测和遥控三个方面，分别介绍了相关原理与技术。同时，结合CCSDS提出的空间数据链路标准协议详细介绍了TM、TC、AOS、Proximity-1以及USLP标准，分析了不同标准所使用的技术与实际应用。本文从数据链路层和物理层的角度介绍了智能航天测控系统的工作原理及技术要求，为我国智能天地一体化卫星测控通信网的研究提供参考并予以展望。

摘要:阵列天线校准是精确控制阵列波束方向和辐射方向图的前提。本文依据测量距离将阵列天线校准方法分为远场校准法和近场校准法两类。随着阵列天线大型化的发展趋势，微波暗室的尺寸越来越难达到阵列天线远场的要求，远场校准法的适用性逐渐减弱，对近场校准法的需求逐渐增加。本文梳理了过往的经典近场校准方法，并对近场校准方法的最新进展进行论述，对不同校准方法的原理做了详细分析和对比，最后给出未来校准研究的发展方向。

摘要:数字波束合成技术是通信对抗领域里一项至关重要的技术，通过在数字域对信号幅度和相位进行控制，可以形成多个独立可控的波束，形成波束指向精度高、灵活可变，且理论上不受波束形成数量的限制。本文针对大型相控阵需求，利用波束合成原理，并结合大规模阵列信号同步技术与相控阵幅相校准技术，实现一种可同时产生180个偏馈波束的多波位波束搜索系统。该系统可以利用波束群的实时扫描功能，实现大范围的波束搜索，更快定位目标角度。该系统已在工程上进行应用，并成功执行大型测控任务，取得圆满成功。

摘要:超宽带天线技术是实现射频孔径综合的关键技术之一，适用于解决大型电子信息系统中采用多个天线带来的布局困难、互相干扰等问题。本文设计了一款具有端射特性的小型化超宽带H面脊喇叭天线。天线通过加载指数型脊结构，降低了矩形波导的截止频率，从而大幅展宽了天线工作带宽。同时，通过在喇叭口加载单曲面形介质透镜，改善了辐射口面上相位不均匀的问题，进而显著提高了天线的端射增益。该天线结构紧凑，其尺寸仅为0.57 λ_L×0.45 λ_L×0.11 λ_L，可覆盖0.8 GHz~18 GHz的超宽频带，且交叉极化优于30 dB。该天线剖面低、结构稳定、易于加工，可直接安装于金属结构上，易于与载体集成。通过与同类型端射天线相比可知，该天线在小型化和电性能两方面都具有优越性。

摘要:为了保证天地一体化网络中用户信息的传输安全，改进传统方案的高时延等问题，本文提出一种轻量级的无证书密钥协商方案。首先，本文分析无证书密钥协商协议系统模型，针对天地一体化网络的特点提出协议需要满足双向认证、抗重放、完整性等安全需求。其次，本文选择一种轻量级的无证书加密方案，在此基础上提出密钥协商协议，满足天地一体化网络的资源和安全要求。最终，本文对提出的密钥协商协议进行BAN（Burrow-Adadi-Needham）逻辑安全性分析，并结合软件对协议性能仿真进行比较，结果表明：该方案在满足网络安全性需求的同时实现高效快速的协商。

摘要:针对四旋翼无人机姿态调整过程中，由于参数不确定性及外界环境干扰，往往给姿态控制带来一定困难。本文研究提出一种基于串级线性自抗扰的四旋翼姿态控制方法。首先建立四旋翼无人机的动力学姿态模型，提出采用串级PID双环路控制架构，将姿态控制任务分解为内外两个环路。采用Levant微分器提取控制参量，以强化跟踪能力。此外，对原线性自抗扰控制器进行优化，旨在更好地消除外界随机扰动对系统的影响。利用MATLAB Simulink环境对提出的控制方法进行模拟，结果表明相比传统方法，该方法能更好地抑制系统受扰动引起的影响，增强系统对期望信号的跟踪能力，从而明显提高了四旋翼无人机姿态调整的精度与稳定性，以及四旋翼无人机姿态控制的精度和鲁棒性。

摘要:针对无人机在远海远域协同任务过程中的空海信息协同共享需求，提出了一种基于优先级传输的动态随机接入协议。首先，通过设计高效集群组网信令保证集群测控通信自组网的遥测、遥控信息的稳定传输；然后，结合改进的TDMA（时分多址）组网时隙结构实现节点快速入网与动态时隙分配协议；最后，通过OPNET（网络仿真技术软件包）分析所设计的集群空海自组网系统的随机接入低时延、业务传输高吞吐量和端到端传输低时延性能。结果表明：该组网信令下建网时间只需要2~3个飞控周期，在32节点场景下节点完成随机Aloha入网时延平均不到0.6 s，改进的TDMA协议在端到端时延比传统TDMA协议降低1/3。

摘要:传统卫星导航抗干扰高精度算法只适用于处理平稳的干扰信号，难以适应无序脉冲组成的多重闪烁干扰环境。本文基于干扰协方差矩阵重建思想，提出一种新的适用于多重闪烁干扰环境下的卫星导航高精度抗干扰算法并进行仿真对比分析。通过压缩感知完成单采样点干扰测向，使用干扰噪声矩阵重建理论构造协方差矩阵，使用自适应波束约束算法实现单采样点天线阵列波束赋形，最终实现在干扰方向形成固定零陷，在卫星方向形成波束指向。与传统波束约束高精度抗干扰算法相比，该算法可以实现单采样点抗干扰权值计算，适用于快时变多重闪烁干扰环境。仿真结果证明：该算法可以在有效滤除多重闪烁干扰信号的同时在卫星导航信号方向维持波束指向，保障卫星导航信号观测精度，满足高精度卫星导航需求。

摘要:多普勒估计是猝发传输背景下的GMSK（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying， 高斯最小频移键控）扩频通信系统接收端同步过程中的关键一环。针对短时猝发GMSK扩频通信系统信息传输时间极短的特点，搭建了系统接收端同步段结构，并以此为基础设计了适应该短时猝发同步段结构的多普勒估计算法，建立了短时猝发多普勒估计算法模型，推导该算法公式的同时对算法模型进行了理论分析，详细阐述了该算法进行多普勒估计的实现过程，并对该算法进行仿真实验。实验结果表明，该算法在信噪比为1 dB时，多普勒估计准确度可达到97.2%，信噪比≥3 dB时，准确度均能在99%及以上，该结果验证了该算法应用在猝发传输背景下的GMSK扩频通信系统中的有效性、可行性，同时也表明当通信系统处于弱信号的条件下时，该多普勒估计算法性能依然能达到一个较为优异的准确度值。

摘要:高超音速气动热仿真技术是提高天线热防护能力的重要支撑之一，为了进一步缩短研制周期和节约成本，本文提出了一种以冷壁热流和壁面恢复焓为输入条件，以MATLAB和CFD联合迭代快速求解高速气流中天线温度场的工程化算法。在利用气动热试验证明仿真结果与实验数据的高一致性后，以该仿真方法对一个高速气动加热时长为500 s的天线实施了防隔热优化设计，根据仿真评估出的导致核心器件温升的主、次要因素，针对性地提出改进措施，最终目标印制板由过往的320 ℃下降到了142 ℃，热控效果显著。

摘要:长期以来，模块化设计一直是弹载测控设备主流的实现方法。然而，模块间的信息交互方式没有统一的标准，研制单位根据自身的技术特点、信号特征进行定义，其定义的方式直接影响或决定了弹载测控设备实现的难易程度。为研发一种高效的弹载测控设备内部互联技术，使得在弹载测控设备性能要求越来越复杂的当下，让模块的连接更简单更高效，通用化程度更高，本文从功能上及硬件上对弹载测控设备进行精细化架构划分，分成三大核心模块及功能扩展模块，并定义一种高效的模块级内总线接口形式及协议。总线包含一次供电、二次供电及内部交联信号的输入输出，信号的交互采用半双工总线形式，各模块均可在线访问总线，在线编辑总线。经设计与实验验证，采用该总线的设计方法使得弹载测控设备对外接口交互简单，在线生成遥测PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）码流便捷高效，功能扩展模块可自由地叠加或减少，不增加总线接口的硬件负担，使得弹载测控设备通用化程度很高。

摘要:对日定向姿态卫星在轨没有固定指向地球的一侧，若采用在卫星对天面和对地面反向对称各安装一副测控天线以实现准全向覆盖的传统布局设计，在测控弧段中地面站方位跨越测控天线组合方向图干涉区的过程中，测控链路极易受到该区域天线增益的剧烈波动而出现链路中断，从而对测控任务产生较大影响。太阳同步轨道具有轨道平面和太阳矢量保持相对固定夹角的特性，若运行于太阳同步轨道的卫星采用对日定向姿态，则可利用该轨道特性，结合我国地面站主要位于北半球的特点，通过优化测控天线在星上的布局，减少测控天线干涉区对测控链路的影响。通过仿真分析给出该设计的具体实现过程，并给出不同轨道高度和降交点地方时对应的测控天线推荐安装角度，可为运行在太阳同步轨道上的对日定向姿态卫星提供测控天线布局参考。

摘要:卫星导航定位设备的“生存”环境日益复杂、严峻，各类电子对抗、干扰欺骗十分激烈，人为干扰已成为卫星导航定位安全与对抗的重点。针对传统手段无法有效应对干扰复杂性、全面性、系统性的不足，本文在分析“OODA环”理论和实践转化的基础上，结合复杂环境下“干扰-抗干扰”的整体对抗过程，优化“OODA环”运行，将其与卫星导航定位安全与对抗应用进行耦合，提出基于“环境感知-筛选隔离-检测识别-效能评估-策略规划-对抗反制-回访反馈-再感知”的卫星导航定位安全与对抗不定向循环链路，并对拓展、映射的七个环节及关键技术进行分析、论证。通过引入“循环”和“不定向”两个概念，不仅实现了周期性外循环和部分环节内循环的嵌套迭代和导向性传输的运行机制；而且优化了内循环的自由度，使得各环节互联且独立、循环但不定向，有效增强了卫星导航定位安全与对抗的鲁棒性。本文的设计思路可加快实现循环链路的动态闭环，提高对抗的整体效能，在实践应用和技术论证中具有一定的参考价值。

摘要:Ka频段双通道遥测设备的和、差通道存在相位差，并且随环境变化而变化，需要在基带终端通过校相才能实现相位差的校正，最终完成对目标的自主跟踪。在靶场中，以往都是通过架设标校杆进行基带校相，这种方法可以实现相位标校的目的，但是随着遥测设备作战领域已经向深海、高原等区域拓展，受到这些特殊位置环境等对架设标校杆的种种限制。本文重点研究了在高原环境下，不架设标杆校，通过偏馈天线发射信号，实现和、差通道相位零值标定的目的。本文给出了基于偏馈天线的无杆标校原理和方法，并通过实验验证了本文方法的有效性。

摘要:沿海地区水下地形的精确测量是人类开展海洋活动的关键，合成孔径雷达（SAR）为浅海地形的探测提供了一种新的手段，其中TerraSAR-X 的聚束模式以较长的积分时间得到高分辨率的 SAR 数据，从而能较为精确地反演浅海的海底地形。传统 SAR 图像水下地形探测基于波周期不变的假设，这不仅需要已知初始水深求解波周期，还给探测结果带来一定误差。本文提出一种基于子孔径图像的水下地形探测方法，将一景SAR图像分解成多景时间间隔固定的子孔径图像，利用子孔径图像间的时间间隔，求解不断变化的波周期，从而获得更加精确的水下地形。使用在海南蜈支洲岛的 TerraSAR-X 数据验证了此方法的可行性，将此方法反演得到的结果与GEBCO数据进行比较，发现两者吻合较好（MAE为2.8 m，MRE为23.91%），证明了此方法在浅海反演水深的巨大潜力。

摘要:相控阵海浪波谱仪是一个Ku波段真实孔径雷达，通过在小入射角下照射海面，接收海面回波功率，并去除雷达EIRP（Effective Isotropically Radiated Power，等效全向辐射功率）、天线方向图、系统损耗等雷达自身的影响因子，获取海面三维信息。这些影响因子可以在微波暗室中测量，其中EIRP、系统损耗可认为是常数量，但是，天线方向图是与入射角、方位角相关的三维变量，测量受到暗室系统精度的限制，并且，相控阵海浪波谱仪最小处理单元是雷达照亮的圆环形条带，照射的过程即是对该环形条带中的变量进行二维积分，成为一个随入射角变化的后向散射系数剖线，因此，天线方向图的微小误差，都会对海面后向散射系数剖线形状产生显著影响，出现 “凹现象”问题。针对该问题，本文基于粒子群算法进行了积分天线增益的校正工作，利用机载飞行试验数据进行了算法验证，通过与同步观测浮标海浪测量结果比对，表明本算法可有效改善“凹现象”，使回波数据有效率提升了12%，为业务化的波浪谱生产提供了技术支撑。

摘要:电离层杂波的精确预测对提升高频地波雷达的目标探测性能具有重要推动作用。为此，提出了一种基于改进人工兔子算法优化门控循环单元 （Opposite Artificial Rabbits Optimization optimized Gated Recurrent Unit， OARO-GRU）网络的电离层杂波短期预测模型。首先，依据高频地波雷达接收到的电离层杂波具有混沌特性这一先验知识，通过相空间重构技术构造GRU网络的输入和输出样本集；然后，融入反向学习和柯西变异两种改进策略用于改善标准ARO的寻优能力，并将其用于执行GRU网络的包含隐层节点个数、初始学习速率和最大迭代次数在内的三个超参数值的优选；最后，重新训练优化后的GRU网络，输入测试样本集进行测试，并依据给定的评价指标评估模型。实测结果表明：相较于其他7种对照模型，所提出的OARO-GRU网络预测模型在预测精度和可靠性上均具有明显的优越性，为有效改善高频地波雷达的目标探测性能提供了一种新的思路与方法。