通信卫星自动在轨测试系统的研究

通信卫星自动在轨测试系统的研究

陈立军[1]2001年在《通信卫星自动在轨测试系统的研究》文中研究指明本论文针对通信卫星有效载荷的自动在轨测试系统,通过系统的总体设计,提高了系统的设计起点;给出了硬件的详细设计方案,并进行了测试误差分析;针对软件功能复杂这一特点,通过采用合理的结构设计,模块化设计及数据库设计等,解决了软件编制过程中的许多关键技术问题;最后,详细讨论了在轨测试使用的测试方法,并对在轨测试中的卫星饱和通量密度(SFD)、卫星发射EIRP、卫星转发器的品质因数(G/T)和群时延特性等测试方案进行了分析和研究。该测试系统的开发研制成功,有效地提高了通信卫星在轨测试的精度,节省了测试时间,并在对通信卫星实际的在轨测试中及日常的通信业务监测任务得到验证。

陈立军[2]2001年在《通信卫星自动在轨测试系统的研究》文中认为简要介绍通信卫星有效载荷的自动在轨测试系统,内容包括系统的硬件设计、软件设计等关键技术问题。

李云志[3]2015年在《卫星应用系统脆弱性研究》文中指出卫星通信、卫星遥感和卫星导航等技术正在由科学研究走向大众应用,并推动卫星应用产业成为一项战略新兴产业。卫星应用系统作为卫星技术和商业运营结合的依托载体,属于复杂的高科技电子信息系统,在技术运行时存在技术制约、系统故障和外部安全威胁等风险因素,在系统的规划、研制和商业运营过程中也面临着政治、经济、研发、管理等方面的风险。传统的系统风险研究主要基于可靠性理论和风险管理理论,利用可靠性方法在评估复杂系统时难以全面考虑人为因素、突发性威胁因素等影响,利用风险管理理论则多强调外界因素而忽视对系统自身因素的分析。脆弱性用于表征系统受到外部威胁时易损的程度及适应或恢复的能力,综合考虑了系统内部特性和外部风险因素,可以有效地解释系统对风险的应对能力问题。本文首先综述了国内外脆弱性理论和卫星应用技术与产业风险的研究状况,面向系统运行效能和系统寿命指标,分别提出卫星应用系统的技术脆弱性和非技术脆弱性概念。然后,通过分析典型的卫星应用系统结构和性能特征,建立了系统的一般功能结构模型。根据系统效能理论和装备全寿命周期理论,给出卫星应用系统的效能分配原则,并结合卫星应用产业模式特点,分别建立了卫星应用系统效能分配体系和寿命指标分配体系。再依据“风险-系统脆弱性-风险后果”的脆弱性理论模型,构造相应的系统技术脆弱性指标体系和非技术脆弱性指标体系。最后,在技术和非技术脆弱性体系模型的基础上,提出了基于“风险-系统-效能(寿命)”特征的脆弱性路径概念,通过不同脆弱性路径之间对比来找出相对较脆弱的环节。把系统的结构部件或全寿命周期各阶段看作系统节点,系统节点对于效能(寿命)指标的贡献用效能(寿命)分配权重因子表示,风险因素对系统节点的影响程度用风险影响权重因子表示。建立以两种权重因子为主要参数的数学模型,实现对不同路径的脆弱程度量化,实现系统的脆弱性评估。通过工程实例应用,验证了该评估方法的合理性和实用性。脆弱性理论是面向复杂系统特性研究的新型理论,已经有一些学者将该理论应用于航空航天等领域,在他们的研究成果启发下,本文的主要创新之处包括以下几点:(1)将脆弱性理论引入卫星应用技术与产业研究领域,构建基于风险理论的卫星应用系统脆弱性模型;(2)结合传统卫星应用技术及其发展趋势,提出统一的卫星应用系统定义,并建立卫星应用系统的一般结构模型;(3)根据系统效能理论和装备全寿命周期理论,分别建立针对于系统效能指标的系统技术脆弱性体系和针对全寿命周期指标的非技术脆弱性体系,将脆弱性理论研究与系统运行效能、全寿命周期理论相结合,使脆弱性理论研究更具现实意义;(4)结合主观赋权法和客观赋权法,建立一套综合的系统脆弱性评估方法,融合了专家主观信息和各属性指标间的客观差异性,并提出基于二元语义的灰色关联分析法,实现对不同方案的系统脆弱性比较,在工程应用中取得了较为理想的效果。

蔡梦娇[4]2017年在《国外航天情报信息系统的研究与实现》文中提出随着科技的快速进步,信息已成为现代社会的重要资源,信息技术成为近半个世纪以来发展最快的技术,推动了一次新的技术革命。信息产业作为一种高技术新兴产业发展十分迅速,影响力快速提升,已成为推动经济发展的核心产业,其发展水平甚至一定程度上成为一个国家综合国力的象征。航天技术的快速发展离不开信息技术的支撑,航天科技情报为航天计划的制定,技术路线的的选择以及新技术的推广与应用等很多方面发挥了重要作用,开展航天科技情报信息系统研究具有重要意义。目前我们在航空航天方面探索逐渐的深入,各个大国都希望进一步掌握太空的“机密”和资源,热衷于对卫星、火箭的研制,对外太空进行探索。我们正处于网络、信息高速发展的的特殊时期,为了能够有效处理大规模的信息,本文基于“国外航天情报信息系统”项目开展了研究。各国对航天领域的投入,不仅可以获取重要的战略利益和经济效益,也彰显出“制天权”对于国家发展和安全的重要意义。该项目以“知识结构化,成果产品化”为目标,立足多年的情报事实积累,研发供内部研究和商业销售之用的软件服务平台。针对国外航天情报信息数据种类繁多,各数据库之间较为复杂的调用关系,本文全面梳理各项业务需求,通过数据分类、数据编码、质量控制和标准化管理,将各领域各类航天情报数据划分为15个数据库。在统一的标准规范与质量保障体系的管控下,形成面向用户的数据服务,包含数据查询、检索、统计、下载和数据可视化展示及面向应用的数据服务接口。本论文主要利用B/S构架,用户只需要利用浏览器便能进入系统,大大的便捷了人们的使用,是一个基于LAMP框架的Web应用系统的研究与实现。系统的用户交互方面功能采用CodeiIgniter框架,并且配合目前的前端技术(HTML+CSS+JQuery+Ajax+Highcharts等)获得了较好的用户体验和页面效果。CodeIgnite的开发基于MVC(模型-视图-控制器)设计模式,这种设计能够将体系的控制部分、视图部分、逻辑部分等隔离开,大大增加了研发的简洁性,强化了其扩展能力。数据检索、数据统计分析,数据可视化、运行监控以及用户权限等在内的后端核心功能使用PHP编程语言实现,使用MySQL数据库进行数据存储。此论文深入调研了世界范围内航天信息系统研究现状,在此基础上对核心技术做了深入研究,包括MVC分层模式,CodeIgniter的体系结构和数据流程,以及一些前端技术。随后划分了用户人群,并根据用户人群的特点,做出对体系信息、性能及功效等部分需求做了深入研究。以研究结论为基石,深入探讨了体系的数据表、功能模块和业务流程逻辑。文章最后,说明了系统目前状况,展现了其使用性成效。

杨喆[5]2015年在《同步通信卫星在轨运行风险管理研究》文中研究指明卫星项目科技含量高,投资巨大,有不可逆转性、不可维修性等特点。卫星发射成功后,其在轨运行直至卫星离轨,卫星与和地面测控系统服务周期较长。国内在轨使用的通信卫星项目从发射到在轨运营都受到国家高层机关的高度重视。因此,随着同步通信卫星在各领域中的应用日益广泛,对同步通信卫星在轨运行阶段通信业务可靠性和安全性提出更高要求。为降低卫星在轨运行中的危险因素水平,避免通信业务出现异常的现象,进而提高同步卫星的在轨运行效率,本文针对同步通信卫星在轨运行进行风险管理研究,包括风险识别评估与风险控制两方面。针对同步通信卫星在轨运行进行风险识别,首先分析同步通信卫星业务内容,明确同步通信卫星在轨运行需实现的目标。其次,分析核算卫星系统及地面站系统的可靠性,识别卫星健康程度、地面测控环节以及通信业务等各方面存在的风险点;采用定性评价进行风险评估,设计可能性等级及影响等级评价标准;利用层次分析法进行风险评估,设计通信业务失效故障树,收集在轨运行可靠数据,设计卫星故障风险、地面站故障及通信受干扰叁种层次结构,计算得出各风险点的风险权值;对比两种评估结果,提出其适用范围。针对识别的各风险点研究有效的风险控制措施,研究分析卫星本体风险、地面风险、通信业务受干扰风险可采取的有效控制方法,降低同步通信卫星在轨运行风险水平;应用风险综合管理,结合卫星地面站日常管理,确立适应在轨卫星的数量规模的组织架构和人力资源;在卫星测控管理过程控制中明确工作程序,细化过程管理要求;确定卫星操作准则和程序设计原则,设计标准化卫星操作控制程序。从而降低同步通信卫星在轨运行中的风险水平,确保通信业务可靠稳定。

刘嘉栋, 任宇辉, 昂正全[6]2015年在《卫星地面站在轨测试系统开关网络设计》文中进行了进一步梳理对通信卫星的有效载荷进行在轨测试是一项重要的工作;在实际工作中,在轨测试的项目多,测试周期长,测量精度要求高,人工很难达到测试要求,因此开发一套卫星地面站在轨测试系统是十分必要的;在轨测试系统中的开关网络是该系统的重要组成部分;介绍了开关网络在系统中的作用,说明了开关网络在自动测量中的重要性;分析了开关网络的工作原理和功能,给出了开关网络的设计方案和实现方法;最后对测试结果进行了分析;该系统投入使用以后,测试效率高,测量精度高,自动化程度高,达到了设计要求。

常立新[7]2017年在《卫星地面应用系统集成测试环境及测试方法研究》文中研究表明卫星地面应用系统集成测试环境及测试方法研究主要是针对卫星地面应用系统系统级、站型级指标验证难、质量问题定位难、资源协调保障难、测试精度保证难等问题,研究建设满足装备预先研究、科研定型、装备生产、日常维护全过程所要求的测试、试验与评估环境。检验、验证卫星通信系统及各站型的使用性能,也可用于后续的装备派生和能力提升的测试、试验任务。项目研究紧贴科研生产,采用“边研制边设计、边生产边使用、边建设边改进”的方法,采取提炼指标体系——指导集成测试环境研究——测试数据对比验证叁步迭代的方法,逐步优化卫星地面应用系统集成测试环境及测试方法研究。主要研究内容分为五个部分。第一部分为绪论。该部分介绍了本研究工作的背景与意义,卫星通信系统测试系统的国内外研究历史与现状。第二部分是卫星通信系统和测试系统组成。卫星通信系统组成从多站组网和单站组成等角度介绍了组成系统的各部分功能。测试系统组成主要介绍了在轨测试系统和自动测试系统个部分组成和功能。第叁部分是卫星地面应用系统集成测试环境和测试方法研究。该部分详细介绍了卫星地面应用系统叁级指标体系梳理的结果,并针对指标体系给出了标准的测试方法。该部分还详细介绍了卫星地面应用系统集成测试环境的组成、功能。第四部分为主要介绍了使用本集成测试环境获得的测试数据和真星条件下获得的测试数据的对比,验证了集成测试环境和测试方法的准确性和可行性。第五部分是全文总结与展望。卫星地面应用系统集成测试环境及测试方法研究是个开放性的课题,随着后续卫星应用系统的发展可以不断升级,满足卫星通信技术的发展对测试条件提出的新要求。本项目提出了卫星地面应用系统的叁级指标体系并研制一套卫星地面应用系统集成测试环境,已应用于卫星地面应用系统的科研生产联试和质量监督工作,为装备成建制成规模列装提供了强有力的支撑,取得了很好的经济效益和社会效益。

曾威[8]2007年在《卫星舱布局的双系统协同进化算法与CAD系统关键技术》文中认为卫星舱布局设计是基于卫星公用平台的卫星总体设计的重要内容。通常,它是指在卫星舱内外如何对卫星的各种仪器、设备进行布置,以满足各种工程技术约束条件并尽可能对布局方案的各项性能指标进行优化。卫星舱的布局设计对于缩短卫星设计周期、节约成本、提高卫星的性能等方面有着重要作用。在数学上,它属于组合最优化问题;在工程上,属于复杂工程系统问题。面临的主要困难是既存在数学上的组合爆炸问题,又要达到工程实用。本文以中国航天科技集团某部委托项目“航天器布局优化设计与仿真系统平台研究与开发”为工程背景,在国家自然科学基金项目和国家863高技术研究发展计划项目的资助下,研究高效、实用的卫星舱布局优化求解算法及其CAD开发关键技术。主要工作包括以下两个方面:(1)以航天器(如卫星)的布局设计为应用背景,根据协同设计思想,提出解决一类复杂工程布局问题求解的算法——变粒度双系统协同进化算法(Bi-system Co-evolutionary Algorithm with Variable-grain Model,简称BCCEA)。该算法借鉴合作式协同进化算法(Cooperative Co-evolutionary Algorithm,CCEA)、变粒度以及双系统互补的思想,首先将原问题P系统(一级)按物理(结构或学科)单元分解为若干并行子系统,然后将P系统复制为两个独立的A、B系统(二级),A、B系统中均包含上面提到的若干并行子系统(叁级),构成双系统协同进化框架。该双系统具有互补关系,变粒度策略体现在适应度函数的繁简和设计变量数量的多寡上。A、B系统共享原问题的设计变量,A与B系统、B系统的子系统BB间采用并行优化策略,并实现A、B系统之间(即A、B系统对应的子系统之间)的个体迁移。目的是增加群体多样性,又尽量减少计算复杂度。用于求解一类工程系统布局优化设计与仿真,以提高其计算效率、计算精度和计算成功率。(2)针对上述委托项目,提出了卫星舱布局优化设计与仿真系统平台的若干关键开发技术,包括该系统CAD平台总体设计、待布物和布局空间的叁种描述模型、布局方案的自动装配定位技术、嵌入Pro/E的粗精两种叁维干涉碰撞检测等技术。从工程实用角度出发,将本文所提出的算法与目前常用的各种算法库(GAlib遗传算法库、RAPID叁维碰撞检测包)、工程软件(Pro/Engineer)等相结合,开发出一套针对叁维复杂实体CAD模型的、具有稳定算法内核并能实现叁维干涉碰撞检测和自动装配定位的布局优化系统软件,构成上述系统平台的重要组成子系统。上述关键开发技术和布局优化系统软件经卫星舱布局优化实例验证,证明有助于CAD系统二次开发过程的研究与应用。通过卫星舱布局优化设计的实例验证,与过去的不同之处在于格外考虑了卫星舱外的测控天线和太阳能帆板,以及发射和在轨飞行两种状态,并且舱内仪器和设备采用了逼近实际的3D外形,验证了本文方法的可行性和有效性。将本文所提出的双系统协同进化算法的实现,纳入工程软件集成的系统平台中,构成了“航天器布局优化设计与仿真系统平台”。经用户鉴定验收,并已用于某型号卫星布局设计与仿真的研发。本文在理论上,给出了新的变粒度双系统协同进化算法,有助于协同进化算法的理论研究进展;在工程上,探讨了本文算法在卫星舱布局方案设计中的应用,提出了若干CAD布局优化设计与仿真系统平台开发的关键技术,该系统平台可望推广应用于其它类型的航天器布局相关设计。

张玉峰[9]2008年在《一种通信卫星在轨测试中群时延特性测量方法及工程实现》文中研究表明讨论了群时延的概念及群时延的测试原理和方法,并在通信卫星在轨测试的工程实现中,针对卫星转发器频段多及Ka频段转发器频率较高的特点,重点描述了综合群时延测试的方案设计及实现。经工程验证,该方法提高了在轨测试的效率和群时延测试精度。

郭强[10]2013年在《卫星测控地面站标准化管理研究》文中研究指明本文通过对国内外主要通信卫星运营公司及相关卫星测控管理中心进行调研,了解和掌握包括人力资源、测控流程等配置情况,找出卫星测控管理工作中存在的问题与不足。通过建立标准化商业卫星测控管理流程,应用闭环过程控制方法,将卫星载荷管理、业务测试等工作纳入卫星测控流程,以卫星管理策划、测控操作实施、过程监视测量、结果分析改进为主要环节,在此基础上设计标准化通信卫星操作程序,包括:确定卫星测控管理原则;确定卫星测控操作程序设计原则,以及进行卫星测控操作程序设计,实现了操作自动执行,大大提高了工作效率,确保了通信卫星在轨操作安全。本文还对国产通信卫星测控管理中心发展定位及建设构想进行研究,提出了建设和保持相对独立的测控环境和软硬件系统;用质量管理体系规范运行,推进一体化测控信息系统的建设和应用;积极参与国产卫星测控管理标准化的对外输出等发展思路。通过全文的分析,得出以下论点:1.通过对国产通信卫星测控管理模式的研究,提出了基于业务测控平台化管理思想的商业卫星测控管理体系,实现了包括卫星平台测控与业务测控等过程在内的集中统一管理。2.针对国产通信卫星特点,设计商业化卫星操作程序模板,并设计一套安全性高、通用性强、适应性广,涵盖卫星正常及异常操作在内的标准化测控操作程序,确保了卫星长期测控管理安全。3.创造性的提出进行“国产卫星测控管理标准输出”的思路,在发挥军管民用卫星管理模式优势的基础上也解决自身未来发展瓶颈的问题,并能提高国产卫星在国际上的商业竞争能力。

参考文献:

[1]. 通信卫星自动在轨测试系统的研究[D]. 陈立军. 西安电子科技大学. 2001

[2]. 通信卫星自动在轨测试系统的研究[J]. 陈立军. 计算机与网络. 2001

[3]. 卫星应用系统脆弱性研究[D]. 李云志. 北京理工大学. 2015

[4]. 国外航天情报信息系统的研究与实现[D]. 蔡梦娇. 西安电子科技大学. 2017

[5]. 同步通信卫星在轨运行风险管理研究[D]. 杨喆. 华北电力大学. 2015

[6]. 卫星地面站在轨测试系统开关网络设计[J]. 刘嘉栋, 任宇辉, 昂正全. 计算机测量与控制. 2015

[7]. 卫星地面应用系统集成测试环境及测试方法研究[D]. 常立新. 电子科技大学. 2017

[8]. 卫星舱布局的双系统协同进化算法与CAD系统关键技术[D]. 曾威. 大连理工大学. 2007

[9]. 一种通信卫星在轨测试中群时延特性测量方法及工程实现[J]. 张玉峰. 电讯技术. 2008

[10]. 卫星测控地面站标准化管理研究[D]. 郭强. 北京化工大学. 2013

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