L波段数字相关综合孔径辐射计的研制

进行了L波段双通道数字相关综合孔径辐射计原理样机的研制,论述了样机系统的结构与设计.综合孔径辐射计的工作原理是通过测量目标场景亮温的空间频域分布,再对其反演得到场景的亮温分布,其基础是干涉测量.使用1.4 GHz的噪声源和模拟移相器,通过对系统输出进行数字互相关处理,进行了样机系统的干涉测量原理性实验.实验结果表明:系统可将双通道之间的相位差完整地测量出来,解决了综合孔径干涉式辐射计技术中的数字互相关处理这一关键技术.     

高精度空间磁通门磁力计

基于软磁材料磁化饱和时的非线性特性研制了空间磁通门磁力计,用以精确测量大小为1n1T以下的稳定或者低频交变的磁场,其应用范围涉及深空探测和地球物理学等许多领域．磁通门磁力计信号处理系统应用了相关检测原理,完成了一维空间磁通门磁力计原理样机研制．对样机进行了灵敏度、线性度、噪声和分辨率的测试．实验结果表明,该原理样机的分辨率优于5．2nT,线性动态范围达到12μT．其关键指标达到空间应用的要求．     

基于FPGA的星载UART通讯设计与实现

通用异步收发器(universal asynchronous receiver transmitter,UART)广泛应用在星载仪器单机内部通信。针对复杂的空间电磁环境,电路受宇宙射线、单粒子影响较大的特点,研究了面向空间环境应用的UART电路设计方法。该方法在硬件上,使用抗辐照反熔丝型FPGA和军品级的通信接口芯片,实现UART通讯的总线拓扑连接结构。软件上,使用硬件描述语言完成串口通信协议,结合三模冗余串行TMR、并行TMR技术、数字滤波技术,提高系统的容错能力,提高系统的可靠性。给出了UART收发电路的工作原理、实现框图,并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

基于DDS技术的S波段FSK发射机的设计与实现

FSK是一种广泛应用于各种遥测以及通信系统的调制方式,具有抗干扰性强的特点.利用直接数字频率合成技术来实现FSK调制,具有可以对调制信号响应到零频、控制方便、结构简单、频率响应高等优点.介绍了基于AD公司的AD9954设计的S波段FSK发射机的实际原理样机,并对其进行测试,得到了良好的实际效果,可广泛应用于遥测以及无线通信系统.     

超高速微小碎片激光测速系统研制及应用

地面超高速模拟实验是研究微小空间碎片撞击效应经济有效的手段,其中等离子体加速器为微米量级碎片的主要地面模拟设备.本文研制了在等离子体驱动微小碎片加速器系统并应用于高速飞行微粒速度测量的激光测速系统.该激光测速系统工作原理是.利用主动激光照明,在颗粒飞行路径上形成光墙,通过检测颗粒通过光墙形成的散射激光,得到微粒到达光墙的时间,利用飞行时间法进行高速微粒速度测量.在激光测速系统原理测试实验中,采用信号响应上升时间小于10 ns,电子渡越时间小于20ns的高灵敏、快响应的光电倍增管,原理试验测得该探测系统的响应时间仅为约70 ns.该响应时间小于速度为15 km/s的颗粒通过3～5mm厚度的片状激光束的理论时间,并验证了该系统灵敏度高、响应时间快的特点,可以满足超高速微粒(8～20 km/s)通过3～5 mm激光墙的时间阈值(约0.1 μs)的需求.目前,激光测速系统已经应用于等离子体加速器发射超高速微粒的试验中,能有效测量等离子体加速器所发射的高速微粒的群速度,对15 km/s及以上速度的超高速颗粒亦能捕捉到有效信号,实现对微粒速度的测量,达到了良好的预期效果.在等离子体微小碎片加速器上开展的超高速撞击试验中,激光测速系统能够实现无损在线速度测量,对等离子体加速器上开展的超高速撞击试验提供了重要帮助.     

舰船动力装置设计综合集成研讨厅系统及关键技术

舰船动力装置设计是一项复杂的系统工程,开发综合集成研讨厅系统是舰船动力装置设计的有效途径之一。作者在分析了舰船动力装置设计综合集成研讨厅系统的功能需求基础上,搭建了系统的基本框架,对分布式产品数据管理(PDM)和虚拟样机技术在系统内的应用进行了研究。开发了系统的分布式PDM环境,介绍了虚拟样机技术与系统集成的实现原理和虚拟样机技术在系统中的应用。     

基于ARM处理器的UART设计

UART是用于控制计算机与串行设备的装置,在嵌入式系统中它操作简单、工作可靠、抗干扰强。本文介绍了一种近距离的通信方法．讲述了UART的原理和软件设计的改进,在ARM中采用串口通信技术,具有使用方便、程序简单、可读性好、工作效率高等优点,可以广泛应用于基于串行通信的各种场合。结果表明,此设计有助于提高数据传输的实时性。     

电磁型微小管道机器人的研究

针对微小空间、微小管道实时探测的要求,研制成电磁驱动微小型管道机器人样机,对样机的移动机理及动作过程作了具体分析,并对影响机器人运行速度及步距大小的几个因素（如激励电压的幅值和频率、机器人驱动机构与地面的摩擦情况等）进行了分析讨论．最后给出了微小型管道机器人在不同材质表面上驱动运动的实验结果．试验结果表明,电磁驱动微小型机器人不仅能在上述材质表面上完成各项设定操作,并有足够的驱动力输出．     

基于FPGA的FFT算法实现

针对在现场可编程门阵列上实现快速傅里叶变换算法的问题,优化设计出一种完整的总体实现方案,并结合系统的研制,详细地分析了其内部各功能模块的工作原理,提出了采用空间换时间技术和流水线技术加快系统运算速度的方法.利用硬件描述语言Verilog HDL对各功能模块进行编程,再进一步利用ISE和Modem-Sim工具对其进行综合和仿真,并对仿真结果进行了分析和验证.实验果表明,设计完成的系统能够在保证运算精度和实现复杂度的同时,切实可行地完成设计的总体要求.     

适用于无人机超低空飞行的脉冲激光测高系统

为了确保无人机超低空飞行时的精确定位和进入机场时的安全着陆,研制了一种重量轻、功耗低、快速精确的脉冲激光测高仪。系统基于脉冲激光测距原理,利用连续波脉冲测距方法精度高、测速快的特点,集成信号处理、计算机控制仿真、虚拟样机、精密机械、精密光学等先进技术,采用红外半导体激光器、专用激光测距传感器模块、高速A／D转换模块和高性能的单片机处理控制芯片等器件最终完成了样机的设计和研制。在实验阶段为了避免计算机建模仿真的复杂性和不准确性,灵活运用半实物仿真技术对整机进行模拟和测量,实验测试结果表明,样机的各项技术性能指标均符合无人机测高系统的使用要求,可以满足无人机在一般环境下超低空飞行的精确定位和安全着陆。     

在线非接触过程组合测量系统

为多元组分建立了维信号空间数学模型及其处理方法，设计了包括非接触传感器的过程组合测量系统－在线非接触过程组合测量ＰＣＭ系统。作为一种新型的分析系统，它具有稳定，快速响应及很高的精确度，其原理也可应用于工业在线连续分析的其他领域中。     

浅析CORS网络RTK技术的发展及应用

近年来,基于CORS网络RTK技术得到了快速的发展和广泛应用。在简要分析常规RTK测量技术优缺点的基础上,系统介绍了连续运行卫星定位综合服务系统(CORS)的发展历程、系统构成及国内外发展现状。针对当前网络RTK应用的几种主流技术,以虚拟参考站(VRS)技术为例,详细阐述了其工作原理和作业流程;归纳总结了网络RTK技术的优势,并展望了其应用前景。     

北京大学关于空间天气事件对GPS精密定位影响的研究

GPS作为第二代全球无线电卫星导航系统,可以提供高精度的测量、导航定位和时间传递服务,十几年来在军事和民用等诸多方面得到了广泛的应用。由于该系统采用了通过高轨道卫星发射无线电波来进行精密定位的原理,因此,从GPS卫星到GPS接收机的整个系统都会受到空间环境变化及空间天气灾害事件的影响。空间天气灾害性事件是指那些能够对空间或者地面应用系统造成大的影响的太阳爆发及近地空间环境的响应事件。从GPS系统的定位机理和系统定位精度方面的设计要求来看,这些影响会制约GPS系统的可靠性,严重情况下甚至造成GPS用户在地球部分区域不能有效地实施定位服务。     

“清华一号”微小卫星发射成功

2000年6月28日下午6点37分,"清华一号"微小卫星顺利升空。从俄北部普列谢茨克航天发射现场传回消息说,卫星已正确进入700公里太阳同步轨道。目前,清华大学卫星地面站已经成功实现对"清华一号"的信号捕获和软件上载,卫星运行状态良好,姿态调整等工作将陆续进行。"清华一号"是清华大学、中国航天机电集团公司与英国萨瑞大学联合研制的微小卫星,重50公斤,主要应用于通讯、遥感和科学实验等。     

一个用固态摄象机和微处理机构成的多方位位置控制系统

用固态摄机和微处理机组成的实时图象外理系统可广泛地应用于产品测量、产品分类、智能化机器人等场合。本文介绍采用上述装置,应用最少节拍响应原理对非瞬时、非同步采样控制系统进行综合和设计,所实现的一个多方位位置控制系统,其原理可应用于具有视觉系统的自动机装置。     

微小卫星资料介绍

重量在100公斤到1000公斤的卫星称为小卫星;重要小于100公斤的卫星称为微小卫星;重量小于10公斤的卫星称为纳型卫星;重量小于1公斤的卫星称为皮型卫星。微小卫星是近年来出现的有明确用途的新一代卫星。其特点是:新技术含量高、研制周期短(一年左右)、研制经费低(数千万人民币量级),且可以进一步组网,以分布式的星座形成“虚拟大卫星”。     

空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析

为满足航空宇航领域中对可重复连接分离技术的需求，提出了一种小型轻量化、有容差、高承载和高刚度的空间重复锥杆卡爪式连接分离机构. 采用ANSYS Workbench软件对空间重复连接分离机构进行静力学仿真校核其高承载能力，采用ADAMS软件建立该机构的运动学模型并验证其运动可行性. 基于等效弹簧接触模型建立了空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的连接刚度显示表达式，利用ANSYS Workbench软件分析在无预紧力条件下和仅有预紧力条件下的刚度，并进行线性函数拟合. 结合线性规划方法，优化了预紧力使刚度和承载能力同时最大化. 最后，研制原理样机，开展10次以上重复连接与分离实验，证明了该设计的有效性. 通过研制重复锥杆卡爪式连接分离机构，为其在飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等工程应用领域提供技术支撑.      

车辆定位系统中的信息融合方法

采用卫星定位一航位推算系统(GPS—DR)和数字音频广播-GSM移动通信系统(DAB—GSM)的融合定位系统,研究智能交通系统中各种先进的车辆定位技术,重点探讨了GPS—DR和DAB—GSM融合定位系统的原理和使用情况,给出了主要模型和公式,并对其特点进行了比较。结果表明,这两种技术都能在一定程度上满足高精度和低成本的要求,但应用层面并不相同;DAB—GSM的研究成果将为DAB和GSM网络应用于车辆定位技术开拓新的空间。     

基于FPGA的通用异步收发机的设计

阐述了通用异步收发机(UART)异步串行通信原理,介绍了实现UART异步串行通信的硬件接口电路及各部分硬件模块,同时还介绍了用硬件描述语言Verilog来开发UART通信接口电路模块的方法.研究基于Verilog语言,结合有限状态机的设计方法来实现UART,将其核心功能集成到现场可编程门阵列(FPGA)上,使其整体设计紧凑、小巧,实现的UART功能稳定、可靠;同时,与其他设计方法相比较,利用有限状态机的方法具有结构模式直观简单,设计流程短,程序层次分明,易综合,可靠性高等优点,这种方法必将在电子设计自动化(EDA)技术中发挥重要作用.     

基于中继卫星多址支持的卫星在轨健康管理模式

智能化卫星在健康管理方面提出了随遇接入中继卫星系统为其提供测控的要求,基于中继卫星S频段多址SMA全景波束支持,本文提出了一种中低轨卫星在轨健康管理的新概念和模式.新模式系统由中继卫星、用户终端和地面系统构成,分析给出了卫星在轨全时监视及随遇接入、卫星快速抢救、问题排查归零的健康管理工作流程,实现该模式运行的关键技术主要包括用户星在轨健康管理技术、基于中继卫星S频段多址的全景波束技术和空间网络接入技术。为后续中继卫星系统测控发展应用提供了一种新思路.