提升北斗RDSS完好性和可用性的信息处理设计

为更好地满足用户需求,作为北斗特色导航服务模式的卫星无线电测定服务需要建立完好性监测和发播体系,并优化系统资源动态调配策略,以提升服务的完好性和可用性。面向北斗用户对定位与位置报告、授时、短报文通信三大服务的精确性、实时性、成功率、安全性需求,分别分析了上述服务的处理流程和关键要素,提出了建立完好性监测、发播体系和可用性提升的信息处理策略,以保证北斗全球定位报告服务的高完好性和高可用性。     

MSAS基带信号处理关键技术

给出了日本MSAS（多功能卫星增强系统）基带信号处理各项关键技术的算法原理,并对2006年在成都高楼上采集的MSAS卫星信号数据通过软件进行了基带信号处理,验证了各关键技术算法原理的正确性。另外,提出对GPS接收机增加1个MSAS通道以便提高我国GPS卫星导航接收机的定位精度和进一步增强GPS卫星导航完好性监测。     

面向新疆奇台110 m射电望远镜宽带双极化Vivaldi馈源设计

射电望远镜一般要在宽频段内进行连续观测, 但传统相控阵天线设计方法难以兼顾宽频带和大角度扫描特性. 紧耦合天线的设计方法为宽带大角度扫描天线提供了新的设计思路, 基于此设计了一款宽带双极化 Vivaldi相控阵馈源. 首先结合Wheeler提出的连续电流片概念及等效电路对紧耦合原理进行理论分析, 然后针对Vivaldi天线分析了阵元间的强耦合能够有效拓展天线的工作带宽. 在此基础上设计了一款宽带Vivaldi相控阵馈源. 馈源阵列由8×9 Vivaldi天线阵元组成, 该阵列的工作带宽为2-8GHz, 并且能够在E面和H面均实现±$45^\circ$的扫描特性. 最后对该馈源阵列进行了样机加工和测试, 测试结果与仿真结果具有较好的一致性.     

多星座组合RAIM算法研究

随着GPS、GALILEO、GLONASS以及BDS的快速发展,需要加强对基于多星座组合的接收机自主完好性监测(RAIM)算法的研究.首先介绍了RAIM算法的原理及流程,然后研究分析了多星座组合下的伪距残差的最小二乘算法以及多星座RAIM算法的可用性判断,最后对单GPS星座和GPS、GLONASS和BDS三星座组合的RAIM算法进行了仿真分析.仿真结果表明:多星座组合RAIM算法得到的故障检测率和故障识别率比单星座有明显提高.     

基于嵌入式人工智能设备的流星光学监测系统

流星光学监测网是定位陨石和观测火流星的基础科研设施. 流星光学监测系统利用光学相机高速采集天空图像, 使用嵌入式系统实时处理数据, 能够快速识别流星并获取流星位置和陨石落点信息, 是构成流星监测网的关键仪器. 为提高流星光学监测系统获取信息的实时性及准确性, 提出了一种基于嵌入式人工智能设备的流星光学监测系统. 该系统由软件及硬件部分组成: 硬件部分包括观测设备(商用高空抛物摄像头)以及数据处理设备(嵌入式人工智能设备); 软件部分运行于数据处理设备内, 主要包括控制界面模块、流星监测模块、数据管理模块. 实际工作时, 摄像头采集天空视频信息, 流星监测模块从视频流中实时监测流星并存储包含流星视频的数据, 数据管理模块将流星位置信息实时传回数据中心用于预警. 观测结束后, 将原始观测数据同步至数据中心用于后续科学研究. 在整个系统中, 流星监测模块决定了整个监测系统的实时性及准确性. 该系统采用嵌入式人工智能设备与人工智能算法结合的方法构建流星监测模块. 通过使用实测数据对搭载监测模块性能进行测试, 结果表明: 流星监测模块能够达到0.28%的低误检率以及100%的召回率, 且数据处理速度达到了Mobilenetv2的8倍. 进一步将包含监测模块的整个流星光学监测系统部署于太原理工大学-张壁古堡远程天文台, 通过实测表明流星光学监测系统实用中能达到100%的召回率和较低的误检率.     

伪卫星增强条件下的RAIM算法可用性及性能分析

介绍了接收机自主完好性监测算法及其可用性的基本原理,介绍了伪卫星的导航原理和关键技术,推导了伪卫星增强条件下的RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法,并给出了观测权阵的计算公式.用STK(Satellite Tool Kit)进行仿真分析,结果表明,在GPS系统下,RAIM可用性按照远洋、本土、终端、 NPA和APV-I的顺序依次减小,单一的GPS导航无法满足APV-I以上等级的航空飞行需求;伪卫星增强后的RAIM可用性大幅度提高,其中在APV-I阶段RAIM算法100%可用;误警率、漏警率和故障识别率都有所改善;错误识别率高于漏检率,错误识别是漏警的主要原因.     

BPL长波授时系统定时控制方法

中国科学院国家授时中心BPL长波授时系统现代化技术改造的核心是用一部固态发射机替代两部电子管发射机.结合固态发射机工作原理和罗兰-C脉冲信号定时控制特点,提出了BPL长波授时发播信号时刻控制方法,并对发射机输出信号控制精度进行了初步估算.结果表明,该控制精度符合项目任务书中对定时控制精度在±100ns之内的要求.     

卫星双模授时设备的关键技术实现

通过分析全球定位系统授时的缺点和北斗卫星导航系统授时的可行性,提出了卫星双模授时结合多时钟源的授时设备的设计方法,对授时设备中涉及的完好性监测算法和守时算法进行了研究,并给出详细的分析过程。     

定时系统及时间统一和同步(摘要)

定时系统是航天通信测控网、靶场测控系统的一个重要组成部分,向各测控设备提供标准频率信号和标准时问信息,使靶场内的各测控设备在统一的时间尺度上工作。定时系统国内通常称为时间统一勤务系统(简称时统),主要由标准频率源(如原子频标、石英频标)、时间编码产生器、信号分配设备、定时校频、监测控制设备组成。定     

BPL时号定时校准原理和方法

为保证BPL长波授时时号(以国家授时中心(NTSC)保持的UTC(NTSC)为基准)的准确度,必须对该时号进行定时校准(确定发射时号与发播工作钟同步时定时校准信号的相位)。阐述了定时校准的原理和方法。与传统罗兰-C系统校准方法不同,该方法选择发射天线电流取样信号基准过零点而非定时控制单元基本定时信号为定时校准点,消除了因锁相控制精度不足引起的误差,提高了时号精度。该方法可以作为罗兰-C授时系统的通用校准方法。