一、智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究(论文文献综述)
刘振星[1](2021)在《面向遥感卫星的综合电子系统研究》文中研究指明随着科技的发展,人类对从太空对地观测的需求日益增长,推动了航天遥感技术的进步,遥感卫星的功能、性能不断提高。具体表现在:星上载荷由单一载荷向大气探测、振动测量、夹角检测、空间环境监测等多载荷发展;工作模式由单一推扫成像,向多点目标、多条带拼幅、立体成像、非沿迹曲线成像等复杂成像模式发展;星务管理由单一指令流控制、状态参数采集管理,向星上数据智能处理、自主健康监测、自主任务规划等复杂管理模式发展。近年来,我国在卫星遥感领域部署了“高分辨率对地观测系统国家重大专项”、“国家民用空间基础设施”等一批重大工程,有力推动了我国航天遥感技术发展,我国的遥感卫星也逐步向着多载荷、复杂成像模式、复杂星务管理的方向发展。因此,面向单一载荷、单一成像模式、串行星务管理的卫星控制管理模式已不再适用,对作为整星“大脑”的星载综合电子系统提出了高性能、高可靠、智能化、集成化、小型化、产品化等更高的要求。我国一些遥感卫星在星载综合电子系统方面开展了部分技术升级,开始采用“高级在轨系统”为代表的新空间数据系统标准,但总体上传统的综合电子系统体系架构并未改变。基于上述情况,急需开展面向多载荷、多任务新型遥感卫星的星载综合电子系统方面的总体研究工作,设计满足我国航天任务需要的星载综合电子系统体系架构,建立星载综合电子系统的行业标准框架,为新一代星载综合电子系统的应用打下技术基础。本工程博士论文的作者就职于中国航天科技集团,近年来一直从事国产新一代星载综合电子系统的研究,本工程博士论文总结了本人在新一代遥感卫星综合电子系统的硬件架构设计、网络体系架构设计和星上自主任务规划等几个关键环节的主要工作和技术创新。针对传统卫星电子系统各分系统间孤立设计、功能分散、接口不统一、信息交互流程非标准化等问题,本工程博士论文采用硬件和软件模块化设计,大幅降低星上电子设备数量和复杂度,突破高精度轨道外推技术、条带分割技术和应急任务重规划技术等星上自主任务规划关键技术,本工程博士论文的相关研究成果还开展了在轨验证。(1)网络体系架构设计方面:针对现有卫星网络功能耦合严重,新旧标准兼容性差等问题,采用分层设计理念,将系统划分为应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层等五个层次分别进行设计,并提出一套适用于我国遥感卫星新型综合电子系统的自主协议规范体系,形成规模化的新一代遥感卫星在轨协同应用能力。(2)硬件架构设计方面:针对传统星务系统面临的开放性较差、稳定性不足等问题,采用通用化可扩展结构设计技术和硬件即插即用设计方法,提升系统硬件架构的开放性;采用集中管理/分散测控、系统容错机制设计方案,解决系统稳定性难题;采用模块化设计理念,梳理综合电子系统硬件功能框架,解决综电系统硬件模块化程度低、功能耦合等问题。(3)基于综合电子系统的任务规划技术研究方面:针对现有任务管控完全依靠地面,管控复杂度大的难题,深入研究了星上自主任务规划技术,结合我国新一代遥感卫星任务特点,提出了任务规划三大关键技术及解决方法。(4)在轨应用验证方面:上述研究工作已在多个遥感型号上应用,本文通过分析高分多模卫星综合电子系统设计结果,以及在轨应用验证情况,阐述作者博士期间研究成果的有效性,以及后续需要进一步改进提高的研究方向。本工程博士论文的相关研究工作得到了高分重大专项重点研发项目“星载通用电子设备研发(项目合同编号:GFZX04013402-2)”项目的支持,论文作者主要负责硬件架构设计、网络体系架构设计和星上自主任务规划等方面的研究。
刘洪涛[2](2019)在《基于OpenVPX的可重构综合测控模块的研究》文中提出随着导弹技术的发展和现代战争对抗形势的复杂变化,导弹武器发展面临日益增多的威胁,其作战的电磁环境也随着技术的发展日渐复杂。武器系统为了提高自身的突防率和生存率,导弹武器系统配备了越来越多的各种电子设备,包括战场电子侦察、雷达告警、电子干扰等。随之而来的是,种类繁多的电子设备必然带来了更多的导弹上能源消耗,同时也占据更加多的导弹内部空间,也增加了武器的非有效质量、体积和弹体反射雷达的截面积,其严重的相互干扰,使导弹装备装备的有效作战效能就被降低了。对于武器导弹设备的内部狭小空间设计的限制,使其更加困难装载更多有效载荷,作战能力因此受限。而传统导弹电子系统采用大量独立单机设备并“松散”布置在导弹仪器舱内,这种简单的分布式的射频设备在电磁兼容上设计复杂、成本高、使用可靠性差、重量体积较大、电子功耗大、可扩展性差,严重限制了导弹电子对抗功能的拓展和突防能力的提升,已不能满足下一代导弹信息化、体系化作战需要。综上所述,目前亟需研究一体化综合多功能测控技术,包括硬件综合、软件综合、信息融合和射频综合,来实现一体化、轻质化、小型化、低功耗,具备拓展更多功能的条件,研究开放式、可扩展的电子系统架构,可以灵活拓展新功能,实现具备“升级”能力的“成长型”现代测控电子设备。本课题主要研究的是在Open VPX架构下完成在飞行过程中各系统的状态参数、环境数据和飞行弹道数据的获取,为评定性能或进行故障分析以及改进设计提供依据;为地面无线安控系统实施安控提供遥测和外测信息,并接收地面无线安控系统发出的指令实施安控。在系统的综合测试中,首先分单独模块测试,和整机系统测试。在最后的整机的测试中更多的进行了硬件相关的电磁兼容测试和软件上的健壮性功能测试,整体验证本课题的设计的测控系统的可行性、可重构性和稳定性,其各项指标和性能全部达到了预期设计的要求。
齐小刚,杨永安[3](2000)在《智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究》文中研究说明介绍了计算机网络技术和智能技术的发展,特别是以Internet/Intranet技术为代表的信息革命和以人工神经网络、人工智能技术为代表的信息处理自动化的发展,已经使得与信息技术相关领域的各个层次和各个方面发生着前所未有的变化。以数据采集、数据传输和数据处理为任务的卫星测控领域必然受到严重的挑战。以卫星测控领域为背景,以Internet/Intranet技术为基础,结合人工神经网络技术、人工智能技术和决策分析技术等现代科学手段,建立一种智能信息处理的理论框架。
王钰渤[4](2021)在《航天测控网动态时变信道智能频谱感知策略研究》文中认为随着科技的进步,人类在航天领域有了越来越深入的探索。为了进一步提升航天测控系统的频谱资源利用率,本文研究了航天测控网动态时变信道下的智能频谱感知策略,分别在单用户和多用户的频谱感知场景下,提出了智能化的改进方法,提升航天测控系统整体认知水平。本文首先研究了单用户的本地频谱感知算法,验证了其在不同信噪比下的感知性能。其次针对其动态时变信道下噪声不确定的问题,提出一种基于循环神经网络的信道噪声识别感知策略,通过对信道数据进行学习,为单用户本地感知提供噪声先验数据,提升了单用户在不同噪声信道下频谱感知的泛化能力。同时,针对噪声强度估计,提出一种基于生成对抗网络的增强感知方法,可以在小样本数据集下学习信道噪声的均方差特征,同时也可以提升循环神经网络信道识别方法的准确率。最后,为了提升低信噪比用户的感知能力,结合递归的思想提出一种基于距离的多级分组协作感知策略。该策略根据感知用户与授权用户距离,分层划分协作组别,既能提升低信噪比用户的检测概率,又能保障整体协作感知系统的检测性能。通过仿真,验证了本文所提方法能够有效缩短噪声不确定导致的检测不可信区间,对提升航天测控系统的频谱感知能力有一定的助力效果,对航天测控技术的发展有实际意义。
李军予,闫国瑞,李志刚,白照广[5](2020)在《智能遥感星群技术发展研究》文中认为对群体智能发展方向、多源信息协同趋势、卫星网络化趋势、智能遥感趋势等背景进行了阐述,提出了对星群智能的理解以及自动化星群、自主星群、高级自主星群三种星群智能等级划分。对群智能、多智能体系统、区块链等三种解决分布式协同问题的智能策略进行了综述,并从出发点、研究方向、对单体智能的要求、实现、目标、航天应用适应性和特点总结等多个角度进行了分析比较。分析了遥感星群智能需求、场景与关键技术架构,重点从运控和任务规划、信息协同处理两个维度给出了遥感星群智能路线图,并提出了智能联网、智能组网、智能协同、单星智能等关键技术体系架构。建议持续开展智能星群系统研究牵引单星智能技术的发展,改变遥感卫星的设计和应用方式,应用群智能、多智能体系统、区块链等技术,开展智能遥感星群软件系统级架构设计、仿真和效能评估。
二、智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究(论文提纲范文)
(1)面向遥感卫星的综合电子系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 综合电子系统概念内涵 |
1.2 综合电子系统的形成与发展 |
1.3 国内外发展情况 |
1.3.1 国外典型星载综合电子系统 |
1.3.2 国内发展情况 |
1.3.3 发展趋势及启示 |
1.4 工程背景及需求 |
1.4.1 高分专项简介 |
1.4.2 空间基础设施规划简介 |
1.4.3 高分多模卫星简介 |
1.4.4 对综合电子系统的紧迫需求 |
1.4.5 博士期间研究工作开展情况 |
1.5 论文章节安排 |
第2章 综合电子系统研究思路及架构设计 |
2.1 任务需求分析 |
2.2 研究工作思路 |
2.2.1 新一代遥感卫星对电子系统的需求 |
2.2.2 现有卫星电子系统存在的问题 |
2.2.3 研究路线与技术途径 |
2.3 综合电子系统架构设计 |
2.3.1 综合电子系统网络体系架构设计 |
2.3.2 综合电子系统硬件架构设计 |
2.3.3 基于综合电子系统的星上任务规划技术研究 |
2.4 高分多模卫星综合电子系统的设计验证方案 |
第3章 综合电子系统网络体系架构设计 |
3.1 新一代遥感卫星信息交互需求 |
3.1.1 应用任务功能分解 |
3.1.2 应用任务信息交互需求分析 |
3.2 工程难点分析 |
3.2.1 网络系统功能耦合难题 |
3.2.2 网络标准兼容性难题 |
3.3 针对系统功能耦合难题的星载综合电子系统网络分层设计 |
3.3.1 网络体系架构设计思路 |
3.3.2 应用层设计 |
3.3.3 传输层设计 |
3.3.4 网络层设计 |
3.3.5 数据链路层 |
3.3.6 物理层设计 |
3.4 针对网络标准兼容性难题的标准化网络协议体系设计 |
3.4.1 通用标准兼容性设计 |
3.4.2 终端接口设计 |
3.5 新一代遥感卫星分层协议体系设计 |
3.5.1 新一代遥感卫星星地链路空间链路协议应用设计 |
3.5.2 新一代遥感卫星星载子网协议设计 |
3.5.3 新一代遥感卫星应用服务空间包设计 |
3.6 本章小结 |
第4章 综合电子系统通用化可扩展硬件架构设计 |
4.1 工程难点分析 |
4.1.1 系统开放性难题 |
4.1.2 系统稳定性难题 |
4.1.3 硬件功能耦合难题 |
4.2 针对系统开放性难题的综合电子系统硬件接口设计 |
4.2.1 开放式结构设计 |
4.2.2 硬件即插即用设计 |
4.3 针对系统稳定性难题的综合电子系统硬件架构设计 |
4.3.1 集中管理分散测控设计 |
4.3.2 双总线设计 |
4.3.3 容错机制设计 |
4.4 新一代遥感卫星的综合电子系统硬件模块化设计 |
4.4.1 新一代遥感卫星平台管理需求分析 |
4.4.2 通用处理器模块设计 |
4.4.3 数据存储复接模块设计 |
4.4.4 遥测采集模块设计 |
4.4.5 热控管理模块设计 |
4.4.6 容错模块设计 |
4.4.7 指令模块设计 |
4.4.8 配电模块设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于综合电子系统的星上任务规划技术研究 |
5.1 新型遥感卫星任务特点 |
5.2 高精度轨道外推算法 |
5.2.1 龙格-库塔数值积分算法 |
5.2.2 动力学模型 |
5.2.3 星上计算的优化过程 |
5.2.4 仿真结果 |
5.2.5 仿真结论 |
5.3 条带分割算法 |
5.3.1 区域任务条带分割 |
5.3.2 曲线任务条带分割 |
5.4 应急任务重规划算法 |
5.4.1 更新待规划任务集 |
5.4.2 应急任务最佳插入位置函数 |
5.4.3 星上自主重规划算法 |
5.5 本章小结 |
第6章 综合电子系统通过高分多模卫星的在轨应用验证 |
6.1 高分多模卫星任务特点分析 |
6.1.1 敏捷成像模式 |
6.1.2 视频成像模式分析 |
6.1.3 数据处理模式分析 |
6.1.4 数据传输模式分析 |
6.2 高分多模卫星综合电子技术方案 |
6.2.1 高分多模卫星业务需求 |
6.2.2 高分多模卫星综合电子总体方案 |
6.2.3 高分多模卫星信息流设计 |
6.3 网络体系架构标准化、兼容性应用验证 |
6.3.1 高分多模卫星空间链路协议兼容性设计验证 |
6.3.2 高分多模卫星星载子网协议标准化设计验证 |
6.4 开放式综电系统硬件标准化、模块化应用验证 |
6.4.1 高分多模卫星综合电子系统硬件架构设计 |
6.4.2 采用本课题研究成果对系统功能性能的提升 |
6.5 基于综合电子系统的自主任务规划技术在轨验证 |
6.5.1 自主任务管理在轨应用验证 |
6.5.2 自主健康管理在轨应用验证 |
6.5.3 综合电子系统自主任务管理系统设计验证 |
6.5.4 综合电子系统自主机动控制设计验证 |
6.5.5 高分多模卫星在轨成像任务执行情况验证 |
6.5.6 基于综合电子系统的新增功能效益显着 |
6.6 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要工作内容总结 |
7.2 本文先进性与创新点 |
7.3 后续发展展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(2)基于OpenVPX的可重构综合测控模块的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
1.3 Open VPX研究发展现状 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 综合测控模块总体设计 |
2.1 引言 |
2.2 可重构需求分析 |
2.3 综合测控分层式一体化架构方案 |
2.4 Open VPX开放式结构实现方案 |
2.5 综合测控模块总体方案 |
2.6 本章小结 |
第3章 综合测控模块硬件设计 |
3.1 引言 |
3.2 基带信号及信息处理模块硬件设计 |
3.2.1 原理设计 |
3.2.2 电路实现 |
3.3 射频信号处理模块硬件设计 |
3.3.1 原理设计 |
3.3.2 电路实现 |
3.4 硬件接口设计 |
3.4.1 主供电、辅助供电接口设计 |
3.4.2 自测试参数接口设计 |
3.4.3 射频综合遥测参数与全弹遥测参数接口设计 |
3.4.4 任务指令与射频综合状态数据接口设计 |
3.4.5 高速收发数据接口设计 |
3.4.6 板间数据接口设计 |
3.4.7 测试信息接口设计 |
3.4.8 控制信息接口设计 |
3.4.9 接口器件兼容性分析汇总 |
3.5 本章小结 |
第4章 综合测控模块软件设计 |
4.1 引言 |
4.2 综合测控模块软件总体设计 |
4.2.1 综合信息管理软件设计 |
4.2.2 综合基带处理软件设计 |
4.2.3 遥测软件设计 |
4.2.4 外测软件设计 |
4.2.5 中继软件设计 |
4.2.6 卫星导航软件设计 |
4.2.7 组网数据链软件设计 |
4.3 软件接口设计 |
4.4 自测试设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 综合测控模块系统测试和分析 |
5.1 引言 |
5.2 系统功能测试 |
5.2.1 遥测功能测试与分析 |
5.2.2 扩频外测功能测试与分析 |
5.2.3 中继数据链指标测试与分析 |
5.2.4 导航功能测试与分析 |
5.2.5 北斗数据链测试与分析 |
5.2.6 组网数据链测试与分析 |
5.3 数据通讯测试与分析 |
5.3.1 I2C测试与分析 |
5.3.2 以太网测试与分析 |
5.3.3 SRIO测试与分析 |
5.4 关于结构散热问题对系统性能的影响分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(3)智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究(论文提纲范文)
1 引言 |
2 卫星测控过程中的信息传输 |
(1) 信息采集 |
(2) 信息接收 |
(3) 信息传输 |
(4) 信息处理 |
(5) 判断、决策 |
(6) 形成控制方案 |
(7) 传输控制方案 |
(8) 实施控制 |
3 智能信息的处理与控制方案的形成 |
(1) 变量定义 |
(2) 卫星测量信息的智能处理及控制方案形成的数学模型 |
(3) 卫星控制信息 (控制、决策方案) 的形成 |
(4) 决策方案的形成步骤 |
(1) 接收卫星下传测量信息 (包含各种空间干扰) |
(2) 对测量信息进行格式检查 (预处理) |
(3) 进行特征目标分析 |
(4) 卫星测量信息特征指数获取 |
(5) 适应性数据分析与决策 (包括人为因素) |
(6) 对卫星实施控制 |
4 结束语 |
(4)航天测控网动态时变信道智能频谱感知策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 航天测控技术现状 |
1.2.2 频谱感知技术现状 |
1.2.3 信道识别技术现状 |
1.3 主要研究内容和结构安排 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 结构安排 |
第二章 相关技术 |
2.1 认知无线电与频谱感知技术 |
2.1.1 认知无线电技术基础 |
2.1.2 频谱感知技术基础 |
2.2 人工智能技术基础 |
2.2.1 机器学习基础 |
2.2.2 深度学习基础 |
第三章 基于RNN的航天测控单用户智能感知策略 |
3.1 单用户频谱感知 |
3.1.1 本地频谱感知模型 |
3.1.2 能量检测感知方法 |
3.2 噪声不确定问题与盲感知算法 |
3.2.1 航天测控噪声不确定问题 |
3.2.2 基于协方差矩阵特征值的频谱感知方法 |
3.2.3 双门限频谱感知方法 |
3.3 基于RNN噪声识别的单用户频谱感知方法 |
3.3.1 信道模型 |
3.3.2 噪声模型 |
3.3.3 基于RNN的信道噪声识别算法 |
3.4 仿真结果与分析 |
3.4.1 传统单用户频谱感知算法仿真分析 |
3.4.2 基于RNN的噪声识别感知方法仿真分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于生成对抗网络的单用户增强感知策略 |
4.1 问题讨论 |
4.2 生成对抗网络模型 |
4.3 基于GAN的增强感知方法 |
4.4 基于损失阈值的改进GAN模型训练方法 |
4.5 仿真结果与分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 航天测控多用户协作感知策略 |
5.1 传统协作频谱感知方法 |
5.1.1 AND准则 |
5.1.2 OR准则 |
5.1.3 K准则 |
5.1.4 基于协方差矩阵协作感知 |
5.1.5 传统协作频谱感知方法仿真分析 |
5.2 基于距离的多级分组协作感知策略 |
5.2.1 分组策略分析 |
5.2.2 仿真结果与分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 未来研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(5)智能遥感星群技术发展研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 对星群智能的认识 |
2 智能策略及航天应用分析 |
2.1 群智能 |
2.2 多智能体系统 |
2.3 区块链 |
2.4 小结 |
3 遥感星群智能需求、场景与关键技术架构 |
3.1 遥感星群智能需求 |
3.2 智能场景想定 |
3.3 智能遥感星群关键技术体系架构 |
4 后续发展建议 |
四、智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究(论文参考文献)
- [1]面向遥感卫星的综合电子系统研究[D]. 刘振星. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]基于OpenVPX的可重构综合测控模块的研究[D]. 刘洪涛. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [3]智能信息处理技术在卫星测控领域的应用研究[J]. 齐小刚,杨永安. 系统工程与电子技术, 2000(01)
- [4]航天测控网动态时变信道智能频谱感知策略研究[D]. 王钰渤. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]智能遥感星群技术发展研究[J]. 李军予,闫国瑞,李志刚,白照广. 航天返回与遥感, 2020(06)