摘要：针对星载数字波束成形(DBF)多波束天线数据传输量大的特点,提出以LVDS技术为载体的高速源同步数传方法。采用数据分块串行低压差分信号(LVDS)发送策略,不仅可达到高速传输的目的,而且可节省硬件I/O资源,降低功耗;同时通过动态相位对齐算法和数据眼图实时监控算法,克服程序处理和外部环境变化对高速LVDS数据接收的影响,可满足航天设计中数据高可靠传输的要求。最后,利用Virtex-4硬件平台,验证该方法可实现360Mbit/s数据传输速率,为星载子系统间数据传输的实现提供了有效的解决方法。

摘要：针对传统总线架构难以满足大量星间数据传输场景下的时延约束的问题,文章利用路径优化(Route Optimization)的方法 ,提出了一种改进的星上总线架构方案。改进的卫星系统采用多级总线的拓扑结构,选用上下两条1553B总线构成连接各分系统的主干网,上总线负责高性能、高可靠的星务数据采集与管理,下总线负责高实时、高速率的星间链路数据存储与转发,分系统内部选用全双工RS-422串口通信线。构建了基于OPNET的仿真验证平台,采用分层次的设计思想,对卫星系统分别建立了仿真的网络模型、节点模型和进程模型,利用事件轮询(Event Loop)的运行机制,实现了1553B总线和RS-422串口通信协议的仿真。仿真结果表明,改进的总线架构方案平均包时延减少了27.6%,最大包时延降低了42.4%,并具有更强的适应性和扩展性,可应对速率更高的星间链路。

摘要：为了实现在轨卫星的数据的高效存储,本文设计了一种基于FPGA的NAND FLASH控制器。该控制器适配常用的异步NAND FLASH,支持对多片NAND FLASH阵列控制;支持NAND FLASH操作超时异常检测;支持对FLASH的复位、读数据、写数据、块擦除、读ID等常用功能。选用ARM公司提出的AHB总线这一高效的现场片上互连总线,设计AHB接口模块,将底层的FPGA挂接到AHB总线上。通过Cortex-M3内核向底层FPGA发送相关命令及数据,实现CPU+FPGA架构。经过仿真及上板调试,该设计性能稳定,功耗降低,达到了星上数据存储速率毫秒级的要求。

摘要：针对高分辨率遥感卫星在大幅宽成像时,由于扫描速度提高而导致遥感图像产生运动模糊的问题,提出用长积分时间模糊图像和短积分时间无模糊图像联合去除运动模糊,获得高信噪比无模糊图像的解决方案。该方案利用低信噪比清晰图像中的细节信息来进行模糊核的估计,通过带增益控制的残差RL去卷积算法,极大地减小了振铃效应的影响;通过引入联合双边滤波器算法,有效地复原了图像的细节信息。最后通过实验分析证明该方案的良好效果。

摘要：GPS接收机在低轨卫星上有广泛的应用。事先预测可见GPS卫星有助于接收机快速捕获。地面接收机直接取仰角大于的GPS卫星为可见卫星,这一判决方法不适用于星载GPS接收机。根据GPS卫星天线覆盖范围,提出了一种对轨道高度分段讨论的基于仰角的可见卫星判决方法。通过MATLAB和STK仿真得到这一方法的平均预测正确率和召回率都大于93%。因此,这种方法适用于不同低轨轨道高度、不同航天任务的星载GPS接收机。

摘要：基于差分式磁通门磁强计的工作原理,设计了一种基于ARM的数字式磁通门磁强计,替代了传统模拟电路对磁强计输出信号进行处理,采用ARM自带的12 bit A/D将磁强计信号转换成数字信号,使用ARM微控制器进行相敏检测、滤波和PID控制,用脉冲宽度调制(PWM)输出反馈信号,结合反馈电阻构成闭环系统。通过实验测试,该磁强计的量程为±60 000 nT,分辨率为1 nT,线性度可达到3.3×10^(-4),灵敏度温度系数为1.9×10^(-4)/℃。采用基于ARM的数字式磁通门磁强计设计方案,提高了磁强计对环境温度的抗干扰能力。

摘要：针对平面阵列天线俯仰角指向角度有限的不足,设计了一种可实现全空域覆盖的卫星通信锥台共形阵列天线。该阵列采用类圆形的锥台形状,顶面为一平面阵列,侧面由12条棱面围合而成,其顶部平面阵列形成的波束覆盖上半空间的大部分区域,侧面12个棱面产生的波束分别覆盖低仰角空域。利用软件分析了锥台共形阵列天线在全空域时的方向图和增益特性,同时考虑实际应用时的阴影效应,使用锥台不同位置的阵元对不同空域进行波束形成。仿真结果表明该锥台共形阵列天线在全空域内波束覆盖良好。

摘要：COMPASS卫星网络采用时分的通信体制,其星间链路的两大功能分别为星间精密测量与星间数据分发及境外卫星控制管理。由于受建站范围的限制,国内的注入站对境外卫星不可见时间长达7小时。为了解决这一问题,文中参考了DT-DVTR路由算法,并针对COMPASS星座构型进行改进,提出了适用于COMPASS卫星网络的路由算法。最后,利用真实卫星抽象的仿真模型对该算法进行了验证,仿真结果表明,该算法满足COMPASS卫星网络的测量与数传需求。

摘要：文中把MAP联合求解模型应用到遥感图像序列的超分辨率重建中来,并针对其在边缘保持能力和收敛复杂度方面的局限性,做出如下的改进:运动估计阶段使用SIFT特征算子和光流法相结合提取运动矢量;引入一个二进制掩膜变量,减少模糊边缘效应;迭代重构采用EM算法,使最终结果收敛到一个稳定的最优解。最后的实验结果也表明,针对具有挑战性的低分辨率遥感图像序列的输入,我们的方法可以产生更加清晰和更高分辨率的重建结果。

摘要：在卫星中使用以太网的目的是为了在获得灵活的通信接入的同时得到高速的通信速率,并且能满足安全关键场合通信对实时性和确定性的要求。针对国内在空间应用上还未大规模使用以太网这一现实,着眼于解决以太网应用到航天器内部所碰到的实时性、确定性的瓶颈问题,本文对一种有潜力应用到卫星内部的实时以太网(Powerlink)进行研究。在FPG A内部实现Mircoblaze嵌入式系统,外接以太网PHY芯片实现协议栈物理层功能,二者结合为Powerlink协议栈提供运行环境。通过实验验证了设计的可靠性和正确性,可为Powerlink在航天领域的研究与应用提供借鉴。