扩频测控信号捕获算法研究与工程化实现

提出一种扩频测控信号捕获算法的设计方案,在详细分析适合扩频测控信号快速捕获算法的基础上,设计程序实现总体框图,并对程序中存在的同步问题给出实际解决方法。通过FPGA程序调试,成功实现对扩频测控信号的实际捕获。结果证明,在45dB-Hz左右低载噪比条件下仍可在0.122 s内实现对测控信号的快速捕获。     

卫星扩频测控应用初步方案

描述了一种扩频测控应用系统的任务需求、组成和技术指标，提出了设计方案，并对重点的EMC问题进行了分析探讨，给出了解决途径。     

混沌码用作测控扩频码的可行性研究

阐述了混沌码的基本特性,提出用混沌码作为测控扩频码的构想,并讨论了混沌码扩频测控体系构成,以及体系中的关键技术,从而论证混沌码扩频测控体制的可行性,研究表明混沌码比传统扩频码有更强的保密和抗多址干扰特性。     

扩频测控系统干扰容限的再分析

结合扩频测控系统天地对接抗干扰试验的工程实际,在归纳直接序列扩频系统处理增益的基础上,对扩频测控系统的干扰容限上界进行再推导和完善,得出更切合实际的干扰容限上界闭式表达,并分析干扰容限与输入信号干扰功率比的关系。分析结果可为扩频测控系统抗干扰试验提供参考。     

单音干扰下扩频测控信号伪码跟踪性能研究

扩频测控信号的伪码跟踪性能直接关系到测控系统的测距精度。以伪码跟踪环中鉴相曲线平衡点的过零偏移为研究对象,推导了音频干扰条件下扩频测控信号伪码跟踪的干扰最大误差;并针对干扰最大误差需考虑具体鉴相算法的特点,提出基于相关曲线主瓣的二阶中心矩扩展因子的性能评价方法。该方法利用伪码相关曲线主瓣在干扰前后的畸变情况,反映干扰对伪码跟踪性能的影响。仿真分析表明,干扰最大误差的理论及仿真结果和二阶中心矩扩展因子所得结论一致,从而验证了干扰最大误差理论的正确性以及所提性能指标的有效性。     

扩频测控系统干扰容限的分析

扩频测控系统以其诸多优点正成为卫星测控的主流体制,经典分析给出扩频系统的干扰容限只是一个宽泛的界。在同时考虑输入信号强度、多址干扰等因素的情况下,对扩频测控系统的干扰容限上界进行分析推导,得出更符合实际情况的干扰容限上界的闭式表达,通过计算给出干扰容限与多址干扰、干扰容限与输入信噪比强度的关系。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

扩频测控模拟器高稳零值技术研究

为适应对星载扩频应答机和测控地面站零值稳定性指标的评测需求,对扩频测控模拟器的零值稳定技术进行研究,提出了一种在扩频测控模拟器中通过宽带自闭环校准通道进行零值实时校正的方法。发射通道信号输出功率可数控调节,接收通道通过数字AGC适应接收功率的变化范围,满足不同输出功率下的零值校正。发射功率调节模块和校准通道的零值延时事先标定存储,并通过恒温确保事先标定零值的稳定性。实测结果验证了方法的有效性,实现了小于0.1m的零值稳定性,已成功应用于某航天工程。     

一种新频域扩频多用户检测器与MC-CDMA的比较

介绍了一种频域扩频通信体制与多载波码分多址(MC-CDMA)多用户检测器的原理,比较了两者的多用户检测方法和抗窄带干扰能力.结果表明:该频域扩频多用户检测器具更优的抗多址干扰、远近效应和窄带干扰,且算法简洁.利于在低轨卫星通信系统中应用.     

非相干扩频测控体制的多址干扰效应研究

对非相干扩频测控系统的多用户目标应用产生的多址效应进行了研究,分析了非相干扩频测控体制的原理和特点,给出了多址信道模型,讨论了多址效应的主要成因及解决措施。某应用样例表明:分析结果与实际测试数据一致。     

频域重叠加窗抗干扰对中频信号测距精度的影响

针对扩频测距接收机所处的环境中存在很多噪声和干扰,而它们会对测距产生不利的影响,所以,一般要在接收机中采取抗干扰措施来提高测距精度。文章主要分析了在扩频测距接收机中采取频域重叠加窗抗干扰措施后对中频信号测距精度产生的影响。根据测距误差的来源,分析了采取上述抗干扰算法后是否会在测距值中引入系统误差。具体从外界环境中存在干扰和不存在干扰这两种情况来分析它是否会在测距值中引入系统误差。理论分析和仿真结果表明,当外界环境中不存在干扰时,此算法不会对中频信号的测距引入系统误差;而当外界环境中存在干扰时,此算法会引入系统误差。     

一种用于高动态侦收的测控信号谱相关预分类方法

针对高动态侦收环境下测控信号的预分类问题,提出了一种对高动态环境不敏感的谱相关预分类方法。该方法对搜索波束输出数据进行频谱估计、谱相关检测和参数估计,可截获远距离、低信噪比的测控信号。对于近距离、高信噪比的测控信号,直接进行频域恒虚警检测、信号参数估计和谱相关比较处理。同时根据设定的过滤准则,剔除干扰信号,保留感兴趣的测控信号,并对其进行实时跟踪。仿真表明该方法在高动态条件下能够高概率地对测控信号进行预分类。     

一种基于FFT的高动态扩频信号的快速捕获方法

在近地轨道 (LEO)航天器通信中 ,航天器的高动态使扩频信号存在多达几十kHz甚至上百kHz的多普勒频移。对于存在如此之大的多普勒频移的扩频信号 ,采用传统的捕获方法 ,整个捕获过程非常困难 ,捕获时间很长。文中提出一种应用于存在较大多普勒频移的环境中、利用FFT谱分析进行伪码捕获的方法 ,并对其捕获性能进行分析。结果表明 ,与传统相关检测方法相比 ,采用基于FFT的捕获方法能减少捕获时间 ,并节省硬件资源     

航天测控动态重组技术发展瓶颈分析与解决方法研究

针对动态重组技术应用到航天测控装备后发展受到限制的问题,研究了该技术发展瓶颈。根据动态重组装备对统一性、标准性要求高的特点和装备建设实际情况分析,总结出发展瓶颈主要为多所研发和技术革新对动态重组普及的制约。本文提出了统一集中监控内部接口和模块化功能结构设计2种方法分别应对以上瓶颈。最后,文章对动态重组技术的后续发展进行大胆设想,希望对航天测控装备发展提供一种思路。     

一种天基信息支援测控保障能力快速评估方法

天基信息支援的高实效性对测控保障能力提出了严格要求,针对测控保障能力的快速评估问题,提出了一种基于层次分析法的快速评估方法。首先,依据时序和事件逻辑匹配一致性原则,将整个评估流程拆解为天基信息支援对测控需求确定、评估数据收集、制定评估指标和标准、分析评估数据、提供评估反馈和建议5个步骤,并基于拆解步骤项,确定了评估实施流程,设计了评估层级结构模型,提出了评估方法。然后,依据独立性原则确定了评估指标和标准,采用综合赋值法确定了指标权值,得到归一化评估结果,并确定不同标准对应的决策建议。最后,通过实例验证表明,方法能够快速完成测控保障能力评估,并提供对应的合理处置决策建议,可为天基信息支援的辅助决策快速提供有效依据。     

卫星测控系统的信息融合技术研究

研究了在轨卫星的运行状况和测控信息系统的主要内容,结合信息融合技术,全面地提出开发具有分析决策、知识发掘和智能推理等功能的实时测控系统,进一步保障在轨卫星的运行和提高地面测控信息系统的可靠性与鲁棒性.     

基于FPGA的高动态扩频信号快捕系统的设计与实现

针对高动态扩频信号捕获时间较长的问题,提出利用非均匀采样产生2组相差半个伪码码元的正交信号,直接在基带信号上估计多普勒频偏的方法。方法减少了本地伪码捕获过程中的调整周期。通过软硬件程序仿真,证明了该方法的可行性,与传统捕获方法相比,大大减少了扩频信号的捕获时间。     

Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

面向Ka频段航天测控设备天线标校工程应用需求,分析了大口径测控天线相位校准方法原理,论证设计了轻量化、模块化的组合式测控应答机无人机装载模式,提出了基于无人机的S频段天线自跟踪叠加偏置进行Ka频段天线快速校相的方法,并进行了跟踪精度分析.计算了在不同地面测控天线口径下进行相位标校的链路余量,规划了无人机飞行航路和试验步...     

基于空-频域的信号DOA和频率联合估计方法

提出了一种借助时频变换实现信号的DOA和频率联合估计的新方法.该方法将信号变换至空间-频率域,不但避开了传统方法要求进行空间谱搜索的繁琐,而且直观地显示了信号的空间-频率分布情况.计算机仿真结果验证了该算法的有效性.     

低温动态加载下老化HTPB推进剂细观损伤研究

采用扫描电镜(SEM)对低温动态单轴拉伸后的HTPB推进剂断面形貌进行了观察,分析了不同加载条件下推进剂的细观损伤形式。结合盒维数数值方法,进一步讨论了推进剂的细观损伤程度变化情况。结果表明,热老化后HTPB推进剂在低温动态加载时,其细观损伤更复杂、更严重;温度、应变率和热老化均能改变推进剂的细观损伤形式,存在细观损伤发生改变的临界加载条件;随温度持续降低、应变率持续升高及热老化时间增长,盒维数值最终保持在1.866附近,即推进剂的细观损伤程度不再发生改变。研究结果对分析低温点火时战术导弹固体火箭发动机药柱的结构完整性具有一定参考价值。