一种天文卫星数据预处理方法

天文卫星获取的数据需要经过一系列操作生成可以发布给科学用户的数据产品,数据预处理是其中比较重要的环节,它是数据发布的基础。以硬X射线调制望远镜卫星的中能X射线望远镜及天宫二号上伽玛暴偏振探测仪为例,详细介绍了数据的预处理步骤和方法。提出了一套数据预处理的步骤,并给出数据解析的策略和时间计算方法等,这对中国天文卫星数据处理系统的研制具有参考意义。     

天文卫星下传数据处理系统的规划

天文卫星获取的数据需要经过卫星下传数据处理系统的一系列加工,生成可以分析的数据产品,这些产品及相应软件要发布给国内外用户,同时数据处理系统还要监测载荷状态、数据质量及天体源爆发等。这样,下传数据处理系统的建设直接关系到物理成果的获取,规划该系统就变得非常有意义。从数据产品定义、子系统规划、数据流程等方面介绍卫星下传数据处理系统的规划,并提出以模块化开发方式从整体上协调各个子系统的开发,使各个系统及其软件相互配合,共同促进科学产出。     

一种解析定轨方法

本文给出了人造地球卫星轨道计算的一种解析方法,定轨方案中摄动计算考虑了地球引力场非球形摄动的J2,J3,J4的长期项,长周期项,J2短周期项,大气阻力,太阳光压及日月引力摄动的长期项。初始根数改正量估计采用微分轨道改进算法。在定轨迭代收敛后,残差的均方根误差在5″左右,资料使用率超过80%。     

一种近地卫星联合摄动的计算方法

本文提出一种近地卫星联合摄动的计算方法,给出近地卫星轨道在地球形状摄动和大气阻力摄动同量级时的计算公式。它适用于近地点地面高度在160公里≤z_0≤250公里,轨道偏心率在0≤e≤0.01的近地卫星。     

LAGEOS卫星轨道改进的一种简易方法

分析表明，卫星轨道偏差对预报的影响主要表现在M和Ω这两个轨道根数上。本给出了M、Ω的修正公式，并结合LAGEOS测距数据，对卫星的短期预报进行修正，取得了满意的结果。     

卫星定位中的一种分步加权解算方法

卫星定位中,当可视卫星数目多于4颗时常采用加权最小二乘(Web Login Server,WLS)算法,对各卫星解算权重进行重新评估而获得最优解。然而由于受到多重因素的影响,权矩阵W的构造与确定一直是各类加权算法中的重点和难点。从线性测量方程组出发,通过研究迭代解算过程中用户等效伪距测量误差对坐标位置误差的传递与放大规律,提出了一种新的加权最小二乘解算方法,及其权矩阵的具体构造与实现方法,从而对各未知数进行分步加权与分离解算。通过全球定位系统(Global Positioning System,GPS)实测实验,对方法的可行性和精度水平进行了分析与验证。结果表明,使用该分步加权方法进行定位,解算结果准确度更高、稳定性更好。     

“子午仪”卫星的一种简单予报方法

本文提供了一种简略予报“子午仪”多卜勒卫星位置的方法,它能在一定近似程度上满足实用的需要。     

利用直播电视卫星进行时间比对的一种方法

直播电视卫星是静止轨道的同步卫星,覆盖面广,信号较强,用不大的天线和简易的接收设备,就能收到电视节目,因此用它进行时间频率的比对已成为时频发播研究的一个重要方面。利用同步卫星进行时间比对的基本问题是如何精确确定卫星的空间位置,从而获得卫星至接收点之间时标信号传输的路径延迟,再经过适当改正达到精密时刻比对。     

一种新的数据融合方法——广义融合法

数据融合的目的是合并或者综合多个数据集,成为一个完整的性能更好的数据集。基于广义延拓插值外推法提出建立两组或两组以上方程解集和数据序列融合优化的数学模型,称之为广义融合法,此方法能充分发挥数据和量测资源的潜力,运用创新的集成和互校算法,解决数据融合面临的难题。介绍了广义融合数学模型的建立和求解方法的主要步骤;对模型中权值的分配原则做了分析;最后应用于卫星导航数据处理领域。实验证明该方法实用性好,数据平稳性好,外推稳定度高,有望成为一种新的解决数据融合问题的普适求解方法。     

卫星轨道预报的一种分析方法

人造地球卫星的轨道预报是空间环境监测和实时跟踪测量中一个重要环节，由于监测对象众多，要求精度也不太高，通常采用分析法预报．在已有分析法得到t时刻平均根数的基础上给出一种轨道预报方法，由t时刻的平均根数给出该时刻卫星的位置和速度，在此基础上将地球非球形引力摄动的周期项直接用卫星直角坐标的位置和速度分量表示，这样可以避免在计算轨道根数变化的周期项时出现的奇点问题，从而对根数的选择无特殊要求，可适用于各种轨道，简化预报程序和相应的软件，提高预报效率。     

一种转发式卫星授时新方法

为了减少对GPS提供的高精度授时服务的依赖,建设拥有自主知识产权的且具有投入成本低、精度高的授时系统。提出了一种利用地面高稳定度原子钟作为时频基准,通过通信卫星转发实现卫星广播授时的新方法。详细研究了利用地面高稳定度原子钟和通信卫星组成的导航星座进行多星授时、单星授时的原理和测量方法,分析研究了影响授时精度的原因。由于转发式卫星授时系统的时频基准源稳定度高,其测距精度也会相应的提高。只要精确扣除时延误差,同样可以实现高精度授时。粗码的授时精度可达20ns以内,短精码的授时精度可达10ns左右。总之该系统具有组建灵活简便、应用面广等优势和特色。     

一种新的多变量时间序列数据异常检测方法

介绍了一种通过建立多变量时间序列数据相似度矩阵,对相似度矩阵进行转换以最大化数据之间的相关性,并采用随机游走模型计算数据点之间的连接系数来检测数据点上异常的方法。该方法充分利用了数据之间的相关性,有效减少了数据中不同程度噪声对异常检测的影响,检测过程中的漏报率和误报率明显减少,通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

一种廉价的子午仪卫星星历表译码器

子午仪卫星的广播星历表可以用硬件解码,也可以用计算机实时解码。本文介绍的是利用计算机非实时解码的一种简便方法。与国内生产的译码器相比,本设备由于使用程序事后纠错解码,所用硬件十分简单,制作周期短,成本低廉。不计电源、穿孔机和接收机等设备,硬件的成本仅100多元。原理和结构本译码器由识别电路及解码程序两部分组成。识别电路将双频多卜勒接收机送来的、已解调的时间轨道码按码字编码规则用快速穿孔机纸带穿孔输出。解码程序将识别电路穿孔输出的“半比特”纸带信息按电文规则解码、纠错并以表格形式打印出子午仪卫星的广播星历表。     

两种大偏心率卫星的捕获方法

由于光学初轨计算的精度较低,特别是卫星周期的计算精度不能满足空间目标的捕获的要求,本文针对这一情况,提出了两种大偏心率卫星的捕获方法,并讨论了可能出现的问题,特别是较详细讨论了巡天观测法中常出现的整圈不确定的问题,给出了解决的方法,并给出于空间目标捕获的实例。     

一种基于MPI+CUDA的高性能天文数据分发方法

天文海量数据的出现给天文软件的开发带来了诸多挑战。近年来,随着并行计算技术的发展,MPI+GPU逐渐成为当前高性能天文数据处理的主要模式。针对太阳高分辨图像重建中如何提高重建性能这一问题,对其中的数据读取与数据分发方法进行了系统研究。传统的MPI并行处理时,主进程将原图切割成子块,随后将子块发送到各子进程重建,重建后的结果返回主进程。当子进程数量较大且计算节点数量较少时,这种数据分发过程显著增加通讯时长,影响整个重建过程的效率。提出MPI+CUDA的一种树状数据分发方法,给出了算法的基本思路与实现方法。实验结果表明,树状分发方式比一般采用的平行分发方式可以提高速度近一倍,成果对天文海量数据开发处理有一定的借鉴作用。     

制约卫星轨道寿命的另一种机制

近点共振会导致太阳系小天体(小行星,自然卫星以及大行星和月球的人造卫星)的轨道偏心率出现变幅较大的长周期变化,特别是以月球和大行星为中心天体的大倾角轨道(确切地说是倾角接近90°的极轨道)卫星,由于类似的原因,偏心率的增大而导致近星距rp=a(1-e)≤ae(ae是中心天体的赤道半径),使其落到中心天体上,结束轨道寿命,这与耗散机制大不相同,因此将对其作理论分析,并以计算实例加以证实.     

一种基于支持向量机的射电可见度数据自动标注方法

对中国明安图超宽频谱射电日像仪(Mingantu Ultrawide Spectral Radioheliograph,MUSER)观测所得到的可见度数据进行标注(Flag),以剔除数据中的异常值是后续成图处理的一个重要工作.研究中利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)技术建立可信可见度数据标记模型,进而利用模型对可见度数据测试样本集进行测试标注.结果表明,该方法与传统基于统计的方法相比准确率有明显改进,可较好地判断出故障天线,对MUSER故障天线引起的可见度数据失真标记正确率可达到86%左右,且不受太阳爆发活动对数据的影响.