近地空间伪卫星定位系统浮空器节点构型分析

为了提高近地空间伪卫星定位系统的定位精度,针对其中对定位精度影响较大的浮空器布站方式,采用了数值仿真方法进行了分析.仿真模型将浮空器布设成正方型和"Y"型,分别布设在不同的高度和距离上,从而得到不同的GDOP(几何精度因子)和PDOP(空间位置误差系数).分析结果表明,如果浮空器以正方形布设,地面用户定位的GDOP值的...     

临近空间飞艇新型推进方式

研究了临近空间飞艇采用尾部摆动推进的特性.首先通过任意拉格朗日欧拉算法的雷诺平均N-S黏性流场计算方程建立了尾部摆动的数值分析方法,然后对各摆动参数以及环境变化下推进效率、速度及推力进行了计算分析,并通过原理飞行验证,得出该类推进方式在浮空器上应用的可行性.尾部摆动推进方式可作为常规螺旋桨推进的补充,进一步改善和提高浮空平台整体性能.     

浮空器副气囊体积对环境适应性的影响分析

副气囊是浮空器的重要组成部分,其内部填充空气,通过充气或放气维持浮空器气囊内外压差在安全范围内,从而保证浮空器在空中长时间连续安全地工作。本文通过理论推导,建立了浮空器副气囊体积的数学模型,并对浮空器副气囊体积对环境适应性的影响进行了仿真分析。结果表明,本文方法对浮空器副气囊的设计有一定参考价值。     

浮空器囊体材料力学性能实时测定

浮空器在工作状态下的实时力学性能的测定,对掌握浮空器的安全状况非常必要。通常所采用的力—位移方法无法进行浮空器实时力学性能的测量。文章利用大应变应变片对囊体材料进行测试,研究了应变片在非线性应变中的表现特性,通过对测试数据的分析,揭示了应变片中单片、花片、粘合剂,加厚垫层等对测试结果的影响,验证了应变片在浮空器囊体材料中测试应用的可行性,为其在浮空器囊体力学性能实时中的应用提供技术支持。     

临近空间科学技术的发展现状及应用前景

 介绍了临近空间的特殊空间位置以及典型气象特征,梳理了国内外通过天基、地基、原位平台对临近空间进行科学探索和研究的情况,针对目前对临近空间认知不足的现状,提出应该以临近空间飞行器为主要平台对临近空间进行科学探索及应用;回顾了国内外临近空间飞行器（包括高空气球、平流层飞艇和高空太阳能长航时无人机）的技术发展及其在军用和民用市场中的应用现状,总结了亟需关注的关键问题,并提出了中国临近空间科技发展和应用的具体建议。     

临近空间静止通信平台模型研究

在临近空间通信系统中,大气、降雨、闪烁会引起空地链路信道质量的恶化。以临近空间飞艇为通信平台,通过分析Ka频段临近空间通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对信号衰落的影响,在此基础上建立了Ka频段临近空间静止通信信道,以及Ka频段临近空间静止通信信道模型的仿真模型,并在Matlab环境下对Ka频段临近空间静止信道模型的BER性能进行仿真,仿真结果为临近空间链路分析及抗雨衰对策提供理论依据。     

临近空间基目标探测仿真实验设计

临近空间基探测能增大探测距离,能有效解决对隐身飞机、临近空间飞行器、预警机的探测。为方便实验教学,该文以临近空间基探测预警机为例,介绍了该仿真实验设计的过程。分别针对地基探测、空基探测和临近空间基探测预警机,计算了红外大气透过率,研究了临近空间基红外探测预警机的有效性。以预警机尾喷管及尾焰为主要辐射源,采用分离隐式分解,从多角度分层计算了预警机尾焰在临近空间的红外辐射特性。在临近空间基不同探测方位角下,计算了对预警机的红外探测距离。该仿真可应用于实验教学,也为临近空间基红外探测预警机提供了参考价值。     

临近空间C4ISR系统

临近空间是一个新的应用空域,临近空间飞艇机动灵活,造价相对低廉,可有效弥补军用航天器和军用航空器的不足,将其作为C4ISR系统的承载平台应用于情报收集、监视以及通信保障很有发展前景,具有重要的应用价值。随着局部行动日益增多的迫切需要,各国对飞艇的研发和应用越来越热衷,有力的推动了临近空间飞艇的发展。本文通过对局部武装行动和临近空间平台特点的分析,阐述了临近空间C4ISR系统应用于局部战术侦察、监视和通信中的特点和优势;详细调研了国外临近空间C4ISR平台发展现状,进而归纳总结临近空间C4ISR系统平台的关键技术问题：从战技术层面．分析临近空间飞行器在局部行动C4ISR系统中的应用。     

浮空器在应急通信中的应用

 浮空器相对于固定翼无人机和四旋翼无人机等一些常规的飞行平台,具备续航时间长或飞行高度高的显著优点,高空超压气球和低空系留气球已经成为应急通信领域一种新的发展方向。以系留气球和高空超压气球在应急通信中的应用为例,梳理了浮空器在应急通信中的应用现状,总结了浮空器在应急通信中应用的显著优势,指出了亟待解决的关键问题,展望了未来浮空器在应急通信行业应用方向。     

基于临近空间探测的TBM红外辐射特性研究

为了解决中段反导作战对TBM的远距离探测识别问题,提出了基于临近空间平台协同雷达对目标进行远距离探测的作战思想.对临近空间大气的特点以及临近空间大气对红外辐射传输的衰减作用进行了定性分析,在综合考虑临近空间平台部署高度,地球曲率以及大气红外辐射传输特性的基础上,构建了临近空间大气透过率计算模型,在此基础上,建立了基于临近空间探测的TBM红外辐射特性模型,最后,利用MATLAB对所建立的大气透过率模型及红外辐射特性模型进行了计算仿真.仿真结果验证了临近空间大气透过率计算模型的有效性,同时表明:基于特定高度的临近空间平台对TBM具有很强的远程红外探测能力.     

基于主动感知的HAPs网络拥塞控制算法研究

临近空间(HAPs)网络通信是近年空间网络研究领域的热点,本文研究了临近空间网络的拥塞控制问题。文章首先介绍临近空间网络的基本结构,分析了临近空间网络通信的特点。通过传统TCP拥塞控制算法的分析,研究了临近空间网络环境拥塞控制算法改进方向,提出了一种基于主动感知的临近空间网络环境拥塞控制算法—N坚持算法,通信双方通过重复发送探路数据包N次感知链路状态,再根据拥塞适应策略调节发送速率。最后利用OPNET平台下对本文算法和TCP拥塞控制算法性能进行了仿真,结果表明,通过N坚持算法可以有效提高网络性能。     

高动态GPS接收机在临近空间的应用展望

本文对临近空间的环境做了简单介绍,描述了高动态GPS接收机在临近空间主要面临的高温、黑障等问题,并对其进行了分析,提出了解决方案和还待深入研究的问题,对分析GPS接收机在临近空间的应用有一定的参考意义。     

临近空间飞行器在空间通信中的应用

临近空间飞行器凭借其突出的优点,在空间通信方面有着广阔的应用前景。本文在分析临近空间飞行器的分类方法和各自特点的基础上,论述了多种临近空间飞行器作为通信平台的优缺点、通信栽荷的选择与发展方向和临近空间通信平台的应用方法。通过介绍国际上,特别是美国在临近空间通信系统研究应用方面认识与发展的历程,和近年来主要军事大国在临近空间通信平台方面所进行的试验与研究的进展情况,得出了我国发展,临近空间通信系统的必然性和可行性。     

基于等效差压法的浮空器泄漏检测方法研究

为了解决浮空器泄漏问题,文章在差压法原理的基础上,针对浮空器体积大、运行环境复杂的特点,提出了一种等效差压法。采用数值仿真建立等效差压法模型进行研究,并将计算所得泄漏量结果与试验测得结果相比,相对误差小于5%,可见仿真结果与实际情况符合,表明该种等效差压法进行浮空器泄漏量计算方法可行。     

平流层浮空器的热数值分析

平流层浮空器的热问题对于其设计和运行控制都有很重要的影响。该文建立了单气囊的浮空器热分析模型,给出了辐射外热流的模型和计算方法,利用CFD软件对气囊的昼夜温度波动进行了数值模拟。模拟结果给出了气囊内部温度的波动幅度(算例中的内部气体昼夜温差约为44K)、蒙皮的温度分布以及内部的流动状态。结果表明:在平流层浮空器的热分析中可以不用求解浮空器内部自然对流,而将其作为固体导热问题来处理,因而为进一步的研究提供了一个更为简化的数值分析模型。     

卷积编码在低仰角Ka频段临近空间通信的计算机仿真性能分析

为提高低仰角情况下临近空间通信在不同天气下的误码率性能,提出在传输中采用卷积编码和维特比译码。首先讨论了临近空间信道传输特性,指出雨衰是影响Ka频段临近空间通信的最主要因素,并在此基础上建立了Ka频段临近空间信道模型。其次分析了卷积编码和维特比译码的特性,对其应用在临近空间通信的合理性进行了讨论。然后建立了临近空间通信的仿真模型,对基于卷积编码的Ka频段临近空间的通信性能进行了仿真。结果表明,利用卷积编码可以获得较高的编码增益,有效提高了临近空间通信在不同天气下的误码率性能。     

一种临近空间长航时定点驻留高空飞艇

 临近空间高空飞艇飞行于距离地面20~50 km 高度的平流层空间,能够实现长航时飞行以及高空定点驻留,在长期驻空、高空探测、定点驻留、战效评估、导弹防御、电子对抗等诸多领域具有广泛的应用前景。随着轻质高强蒙皮材料的研制和循环太阳能源技术的发展,发展临近空间飞艇成为当前研究的热点。美国、中国、欧盟、日本、韩国等许多国家都投入了大量经费研制临近空间飞艇,已经取得了一定研究进展。     

基于流固耦合方法的快速部署浮空器数值研究

为了研究快速部署浮空器的充气过程及其力学机理,采用逆向折叠方法建立其折叠态模型,利用任意拉格朗日欧拉方法建立了折叠态气球整个充气过程的数值模型,结构域和流场域基于拉格朗日描述,通过接触算法描述两者间的耦合关系。分析了浮空器在充气展开过程中的力学响应,并将实验结果与数值结果进行对比。结果表明为了研究快速部署浮空器充气展开过程中的力学机理和工作特性,采用逆向折叠方法建立其折叠态模型,利用任意拉格朗日欧拉方法建立了折叠态气球整个充气过程的数值模型,结构域和流场域基于拉格朗日描述,通过接触算法描述两者间的耦合关系。分析了浮空器在充气展开过程中的外形、应力和流场变化,并将实验结果与数值结果进行对比。仿真结果表明：展开过程与高压氦气源放气特性存在时变非线性耦合,其充气时长、囊体外形时变特性等因素与试验结果基本吻合。且位于底部的蒙皮应力值最高,后续设计和制造过程中需要对底部结构进行增强。通过本文提出的数值方法可以为后续不同任务和构型的快速部署浮空器设计和优化提供参考。：数值结果与实验结果基本吻合,证明了此数值方法的有效性。本方法可以为后续快速部署浮空器设计提供一定参考。     

2019年临近空间科学技术热点回眸

 概述了2019年临近空间科学技术的研究热点：在临近空间原位进行科学探测的高空科学气球扮演了主角;其他临近空间飞行器在平台技术研究与试验方面也取得了不同程度的进展;多型高超声速飞行器已经装备部队;太空旅游商业公司维珍银河上市,商业化的太空旅游又近了一步。     

临近空间Ka频段信道建模

构建了一种临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型。首先,讨论了临近空间信道的几何特性,将通信覆盖区域根据不同仰角分为高仰角区、中仰角区和低仰角区;其次,分析了影响信道特性的5种因素:大气吸收衰减、对流层闪烁衰减、云雾衰减、降雨衰减以及地面反射体造成的多径效应,总结出降雨衰减和多径效应对临近空间Ka频段通信信道的影响要远大于其他3种因素;最后,分析了不同仰角情况下,地面反射体、雨衰对信道的影响,并且根据Ka频段静止卫星通信信道在各种天气条件下信号的概率分布参数,对临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型进行了仿真,分别给出了不同仰角区的误码率性能仿真曲线。对于临近空间通信平台的开发与研究具有指导意义。