摘要：航天器电子设备的地面综合测试是航天器研制过程中的重要环节,对设备功能验证及性能评估具有重要作用.传统的地面综合测试系统可重用性差,导致研制周期长且人力、设备投入较大.嫦娥四号着陆器载荷电控箱的地面测试系统采用模块化、可重用和CPU+FPGA单机集成体系结构,是集供配电测试、1553B通信总线仿真测试、间接指令测试、异步串口通信测试、实时数据处理等功能于一体的综合测试系统,适用于航天器电子设备单板调试、单机测试、软件配置项测试以及环境模拟试验等不同类型的测试.通过嫦娥四号着陆器载荷电控箱各项接口、功能、性能指标等的测试,证明该系统满足支持设备单机调试、软件配置项测试、状态确认和问题排查等测试需求,有力支撑了嫦娥四号着陆器载荷电控箱的单机设备研发,为嫦娥四号着陆器任务实施提供了有效保障.

摘要：红外(IR)小目标检测算法具有检测率高、虚警率低、实时性好等优点在红外遥感领域有重要的应用价值。由于复杂背景下小目标对比度低和信噪比(SNR)低,传统红外小目标检测算法难以保证检测性能。在强鲁棒性的红外小目标检测网络(RISTDnet)基础上,面向更为多样的目标结构特征和更高的实时处理性能要求,提出一种增强型红外小目标检测网络(EISTDnet)与其基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)高性能并行处理的算法。EISTDnet构造了手工特征算法与卷积神经网络相结合的多尺度小目标特征提取框架,采用多级展开思路对卷积核尺寸进行归一化设计,并通过数据深度复用和多维循环并行展开有效提高推理阶段实时处理性能。实验结果表明:采用单片FPGA实现的EISTDnet能够快速实时检测复杂背景下不同大小、低信噪比的小目标,与现有5种算法相比在10^(-3)低虚警率下平均检测率提升49.5%,与RISTDnet相比,在实时处理速度提高1.33倍的优势下,对低信噪比条状小目标检测率提升29.4%,所提算法具有更好的有效性和鲁棒性。

摘要：为了解决航天工程中,信息数据格式不易修改,机构间接口协调过程复杂,跨任务难以继承使用等问题,参照空间数据系统咨询委员会(CCSDS)空间数据系统参考体系架构(RASDS)中的信息对象建模方法,以数据注入指令设计为例,开发了工具链软件。工具链基于可扩展标记语言的遥测遥控信息交换(XTCE)标准,结合具体应用场景,对指令设计需求到具体数据文件转换过程中涉及的工具进行了划分,提出了生成遥控数据对象模型的方法。按照该方法设计的工具软件实现了抽象信息对象到数据模型的转换,有序自动生成模板文件,进行了验证。结果表明:RASDS从抽象数据结构到数据模型,再到具体数据对象的描述和转化方法是可行的,可以用于指导各种信息对象和数据对象的规范化设计和工具设计。

摘要：为了更好地解决航天器设备间互操作难、软件通用性弱等问题,文章对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的航天器星载接口业务(SOIS)架构中,基于标准业务和电子数据单(EDS)的星载数据系统架构进行了分析,提出了以标准业务和EDS的融合方式开展设备虚拟访问的设计方法。对设备发现、设备枚举、设备访问、设备虚拟、数据池以及访问管理业务及其相关原语进行了实例化设计,结合1553B总线为实现即插即用而设计的EDS,开展了初步的测试验证,证明了其可行性。文章提出的星载设备虚拟访问融合方式可为标准业务及其相关的电子数据单设计提供参考,有助于系统快速集成、软硬部件的重用。

摘要：深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计,构建新型高度集成的载荷数管体系结构,可以实现资源集约利用,提高信息融合能力,利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状;提出两种新型一体化载荷数管体系结构,其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中;通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析,对载荷数管发展趋势进行了展望.

摘要：为解决传统的数据对象采用接口控制文件方式进行定义,不同的航天器上的数据对象定义方式也是不同的,导致在任务期间不易修改,跨任务时数据格式难以复用等问题,文章基于欧洲空间标准化合作组织(ECSS)提出的包应用标准(PUS)中的数据定义方法,实现对数据对象的通用化定义,并给出了通用的数据对象Schema。基于该方法,设计了数据定义工具,供用户完成对数据类型、数据参数和数据格式的定义。该工具可以单独使用,也可以辅助已有的工具完成数据定义工作。以遥测场景为例,结合空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的基于可扩展标记语言的遥测遥控信息交换标准(XTCE)对工具进行验证。结果表明:使用数据定义方法定义出的通用的数据对象是可行的,并且可以按需进行标准格式转换,便于信息在异构数据系统之间交换。

摘要：大气点扩展函数(PSF)是开展光学遥感邻近效应研究和校正的有效方法。基于蒙特卡罗模拟获得的大气PSF,设计足够多带有Sigmoid函数的隐藏神经元和线性输出神经元的两层前馈神经网络,采用LevenbergMarquardt反向传播算法,获得了大气、光谱和观测几何等输入参数与大气PSF之间的关系。模拟结果证明该方法能够在相对较短的时间内,以95%的计算精度产生预期的大气PSF的近似值。

摘要：为提升航天器部件的即插即用和自主能力,针对电子数据单技术在航天领域应用的问题,文章从空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的空间数据系统参考架构(RASDS)信息视角,论述了信息对象的描述方法和抽象数据架构、数据模型、具体数据对象的3个建模过程。采用该方法,结合CCSDS的可扩展标记语言的遥测遥控信息交换标准(XTCE)和航天器接口业务电子数据单(SEDS)标准,分析了针对航天器所需要的遥测、遥控和部件接入等信息对象的应用场景,提出了相应的插件式电子数据单工具系统的设计思路,给出了在航天领域电子数据单技术研究方向的建议。

摘要：暗物质粒子探测卫星有效载荷由4种探测器组成,探测器的电子学前端共有28台设备.针对载荷设备数量多、接口复杂的特点,设计了一种通过载荷数管系统进行集中式载荷管理的方案,实现对探测器电子学前端的遥测、遥控、数据采集和二次电源供配电.同时,载荷数管系统具有大容量数据存储和高速数据复接功能,可分区存储科学数据和工程参数,在进入地面接收站时,将存储的科学数据和工程参数组成符合CCSDS协议的传输帧,经RS编码和加扰后发送给数传发射机.解决了突发式、多信源科学数据采集、存储,探测器在轨自主探测管理,大功率、低噪声二次电源配电等关键技术.该系统经过了在轨考核验证,结果表明控制和信息体系合理,自主探测管理和健康管理措施有效.

摘要：计算层析成像光谱既有传统成像光谱仪获取目标二维空间和一维光谱“图谱合一”的能力,还具有高通量测量和免扫描特性,在光谱成像领域拥有广泛应用场景并得到大量研究。根据中心切片定理,计算层析成像光谱仪性能主要受焦平面阵列探测器(FPA)和二维色散元件的性能制约,以往研究主要在改进二维色散元件设计以增加衍射级次和投影角度以提高精确重建光谱所需的采样量。从FPA二维色散投影测量入手,提出并行压缩感知理论和计算层析成像光谱结合的方法,构建并行压缩感知计算层析成像光谱模型,利用低分辨FPA实现更高分辨率的色散投影测量,最终实现高于传统计算层析直接测量的性能水平。该研究为验证该成像光谱模型的正确性与可行性,先选用高光谱数据集对色散投影直接测量模型进行了三光谱立方体到二维色散投影和并行压缩感知测量模型重建的仿真实验,在仿真结果正确的前提下使用连续谱激光器和反射式数字微镜进行了相应的光学系统实验,完成了投影矩阵的逐点精确标定,并提出提高标定效率的并行标定方法,将标定时间降低到单点标定的四分之一。结果显示并行压缩感知计算层析成像光谱可以获得更高的光谱重建质量,能获得高于FPA自身性能的高分辨光谱投影并大幅提高光谱重建质量,验证了所提并行压缩感知计算层析成像光谱的正确性与可行性。