Design and implementation of hardware architecture in ionospheric oblique backscattering sounding system

The ionospheric oblique backscattering sounding system can not only be used to detect the state of ionosphere and the condition of high frequency channel in real time, but also be used for over-the-horizon sounding. So, it has a very high military and civil value. For the characteristics of ionospheric oblique backscattering sounding, such as long sounding distance, wake echo, strong background noise, slow moving target, etc., a hardware platform of ionospheric oblique backscattering sounding system is designed. This platform adopts the technology of software radio and is designed as a new kind of general-purpose, modularized, software-based ionosonde that is based on VXI (Versa module eurocard eXtensions for Instrumentation) bus. At present, this hardware platform has been successfully used in actual ionospheric oblique backscattering sounding, and the experimental results demonstrate that this system can satisfy the demands of ionospheric oblique backscattering sounding preferably. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (40474066)     

电离层无线电探测系统中数据采集与处理软件开发

自主开发了电离层无线电探测系统硬件平台,设计实现了适于硬件系统的数据采集和处理软件.整个软件系统采用了多线程编程、硬件驱动程序开发、数据环形缓冲区等多种Windows高级编程技术,同时引入了FFT、RFIM等提高系统信噪比的数字信号处理算法,保证了整个系统的高速度、高效率、高稳定性和高可靠性.实地观测结果表明：该软件运行稳定可靠,所采集的数据正确可靠且精度较高,能够满足电离层无线电探测系统对软件的功能需要和性能要求.     

Real-Time Automatic Scaling Method of Oblique Ionogram Parameters Based on Morphological Operator and Inversion Technique

Automatic scaling ionogram can get the parameters of ionogram which are vital to ionosphere detecting. In this paper, a new method is proposed to scale F2 layer trace automatically from oblique ionogram based on morphological operator and inversion technique. This method is verified through the comparison of actual detecting data with statistical analysis. The results show that the proposed automatic scaling method has high acceptable rate and is suitable for scaling oblique ionogram with different high angle wave states. It is fast and precise to fit O-mode echoes in F2 layer without the influence from F1 layer. This method could be applied in real-time ionospheric oblique sounding research with high reliability and versatility.     

高频自适应通信实时信道参数估算系统

对高频自适应通信实时信道估算的方法进行了研究,给出了经快速付氏变换处理一批多音信号实时估算信道参数的算法公式,并提出用高速信号处理器TMS320C25实现算法的系统硬件、软件设计方案,及系统在电离层模拟器上的测试结果．实验表明,系统设计先进,能较准确地实时测量信道参数,对提高高频通信的质量具有重要的意义．     

基于短波段电离层探测数据分析地下核爆引起的电离层扰动

同GNSS（全球导航卫星系统,Global Navigation Satellite System）获取电离层TEC（总电子含量,Total Electron Content）数据相比,传统的电离层垂测、斜测等短波段数据具有特征参数丰富、高度分辨率高、历史数据多等优点。为利用电离层垂测和斜测数据,研究地下核爆引起的电离层扰动。本文利用2016年1月6日朝鲜地下核试验当天的斜测、垂测数据分析电离层扰动现象。结果表明,本次地下核爆造成的行波电离层扰动为小尺度电离层扰动,传播速度在150.3-158.7(m·s-1)之间。同时核爆发生后半小时在距离爆点421.4 km处,观测到foF2较月中值增加了0.7 MHz,较1月5日、1月7日在2:00 UTC（协调世界时,Coordinated Universal Time)的foF2（F2层临界频率,critical frequency of the F2 layer）增加了0.5 MHz,极有可能是地下核爆通过岩石圈-大气圈-电离层圈耦合机制造成电离层电子浓度增加。本文分析结果与其他文献资料非常吻合。由此可见,基于短波段电离层探测方式感知电离层扰动从而实现地下核爆炸事件的监测,是一种有效的核爆电离层效应监测手段,可与其他直接监测手段相印证,提高核爆事件监测能力。     

基于高层体系结构的探空火箭可视化仿真和协同设计系统框架设计

 探空火箭是临近空间实地探测的唯一探测工具和各学科空间科学实验的良好载体。利用探空火箭,可以进行中高层大气立体剖面探测、微重力科学实验、空间生物技术实验、星载有效载荷先期原理性飞行验证实验等,具有其他飞行器不可替代的优势和作用。发展探空火箭技术、构建探空火箭仿真系统将有力地推动探空火箭综合实验平台建设,促进中国空间科学发展。针对构建探空火箭可视化仿真和协同设计系统（VSCSSR）的需求,本文对探空火箭仿真的相关技术——视景仿真技术、分布式交互仿真及高层体系结构（HLA）进行了介绍,设计了系统的主要功能、软硬件结构和联邦成员的划分,给出了仿真系统的框架设计。     

A new location precision model for multi-static over-the-horizon radar system

In this paper, a multi-static system working in an active way is made up of ionospheric oblique backscatter sounding system (IOBSS) and two separate receiving stations, which adopts discontinuous wave mechanism. We have advanced a new model that contains skywave condition to locate over-the-horizon targets. We use a single quasi-parabolic (QP) ionosphere model and an analytic ray-tracing program to obtain the coordinate registration (CR) index, which changes skywave group range to ground range. Also, IOBSS ...     

基于超混沌和扩展Cat映射的实时视频流加密算法

为提高密码的抗攻击性,利用超混沌系统随机性好、可确定再生,且密钥空间较大的特性,提出了一种基于四维连续超混沌系统和扩展Cat映射的实时视频流加密算法。该算法将流密码和块密码相结合,实现视频流的实时加密,克服了现有的多数基于混沌系统的视频加密算法不能抵抗已知明文攻击和密钥空间小的缺点。流密码采用四维连续超混沌方程进行加密,可同时生成4个混沌序列,既提高了加密速度,又增加了密码的复杂度。块密码应用扩展的Cat映射,通过将信息置乱进行加密,Cat映射对初值和参数敏感,置乱效果好,且是双射函数,适合于信息的加密。实验结果表明,该算法安全性高,密钥空间大,能抵抗统计分析、差分攻击,密钥敏感性高,加密速度快,可达到3 Mb it/s,满足实时处理的要求。同时,该算法与视频压缩算法相独立,实现简单。     

A real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system based on FPGA

In accordance with the application requirements of high definition(HD) video surveillance systems,a real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system is proposed with frame rate conversion(FRC) based on a field-programmable gate array(FPGA),which uses a 3-level pipeline paralleled 5/3 lifting wavelet transformation and reconstruction structure,as well as a fast BayesS hrink adaptive threshold filtering module.The proposed system demonstrates de-noising performance,while also balancing system resources and achieving real-time processing.The experiments show that the proposed system's maximum operating frequency(through logic synthesis and layout using Quartus 13.1 software) can reach 178 MHz,based on the Altera Company's Stratix III EP3SE80 series FPGA.The proposed system can also satisfy real-time de-noising requirements of 1920 × 1080 at60 fps HD-video sources,while also significantly improving the peak signal to noise rate of the denoising images.Compared with similar systems,the system has the advantages of high operating frequency,and the ability to support multiple source formats for real-time processing.     

汽车电子桩考仪语音系统的设计研究

采用ISD2560语言芯片和AT89C52单片机设计应用于汽车电子桩考仪中的语音系统.介绍了汽车电子桩考仪和ISD2560芯片的特点,根据芯片特点和所需实现的功能进行软硬件设计并给出了系统的硬件电路以及录、放音使用的源程序,实现语音提示的分段录音、循环及组合播放.现场实际应用表明,与其他语音电路比较,本系统具有电路简便、软件编程方便灵活、集成度高、使用方便等特点.     

Analysis and correction for systematic error of ionospheric monostatic system

In the ionospheric monostatic system the echo is affected by systematic error. A real-time method using the special characters of direct wave existing in monostatic radar to correct systematic error is advanced. In the condition of large-amplitude direct wave, time delay of maximum amplitude of echo is considered as system time delay; in the condition of small-amplitude direct wave, the mathematical model of time delay error is built to approach after direct wave test. And a method using large-amplitude direct wave to correct phase distortion is advanced. It achieves good effect using this method in practice, which can improve the quality of sound result obviously. Biography: WANG Feng (1982–), male, Ph. D. candidate, research direction: radar signal processing and radar software system design.     

双电源自动切换系统的设计

双电源供电系统的自动切换是一个实时性和可靠性要求很高的控制系统。针对不间断供电的需求,运用采样、比较的工作原理和方法,提出了一种以P89c591微控制器为主控芯片的双电源供电自动切换系统的智能优化解决方案。根据不同的情况实现对电源故障状况的准确判断和快速切换,完成主、备电源间转换,以保持供电的连续性。文中给出了系统硬件电路框图和软件流程及试验结果。     

基于实时Linux的PET控制软件设计与实现

在对实时系统基本原理分析的基础上,提出一个多任务框架,并基于此框架开发了PET实时控制系统.首先,详细介绍了PET控制系统软件部分的各个模块的实现及系统总的流程,然后通过实验验证了PET扫描床、棒源、隔板以及摆动装置各机械子系统都能够很好地完成既定的控制任务、期望的运动控制精度,并且系统运行稳定.实验结果表明,基于多任务框架的PET实时控制系统具有很好的可靠性和实时响应.     

探空火箭图像系统设计方案

作为一种理想的实验平台,探空火箭在微重力科学领域得到了广泛应用.利用探空火箭进行微重力实验,首要问题是如何将实验过程以图像形式记录下来,并实时传回地面台站.因此,箭上图像的实时采集、编码与传输对实验具有重要作用.根据探空火箭微重力实验图像的特点,提出了一种适合于探空火箭图像系统的设计方案.按照该方案,图像系统可根据微重力实验的科学需求.实时调节实验图像的分辨率、帧速率和压缩比.该系统中,箭上的小波压缩单是核心模块,它通过基于硬件级的小波自适应压缩算法实现图像的箭上实时压缩,解码和实时显示则由与之对应的地面小波解码单元完成.     

基于虚拟仪器技术的过程实时数据管理系统研究

针对流程工业过程实时数据的高效管理问题,提出了一种基于虚拟仪器技术的过程实时数据管理系统设计方法,给出了系统的体系结构;构建了一种基于Hash二叉树的改进型数据查询和索引结构,该结构提高了实时数据访问和索引的效率。通过基于ADO.NET的接口程序和数据压缩模块实现了对历史数据的管理。实验测试表明,该系统在处理实时数据方面具有高度的稳定性和可靠性。     

液力机械自动变速传动系统快速原型控制

dSPACE实时控制系统是一种基于MATLAB／Simulink仿真软件实施控制系统快速开发及性能测试的开发平台．通过建立液力机械自动变速传动系统的数学模型，得到了换挡控制规律．开发了基于Simulink的仿真程序、并以dSPACE作为中央控制器的液力机械自动变速传动试验系统，进行了电子节气门控制试验和液力自动变速传动动力性匹配控制试验．结果表明，应用所制定的控制策略实现了液力机械自动变速传动系统的良好匹配控制，从而为液力机械自动变速传动系统的研制开发提供了快速有效的途径．     

基于LabWindows/CVI和RTX的实时测控软件设计

针对传统测控软件采用上下位机实现实时测控的方式结构繁琐、效率低、可靠性差的问题,设计基于LabWindows/CVI及RTX的实时测控软件平台。在单台计算机上同时运行LabWindows/CVI和RTX程序,LabWindows/CVI程序负责数据的显示、分析和管理等非实时工作,RTX程序负责设备控制、数据采集等实时工作,二者之间利用共享内存方式通信。基于此方式的实时测控软件具有实时能力高、通信可靠高效、界面友好的特点,有效地解决了Windows系统无法满足实时性要求的问题。此软件应用于飞行器加载系统中,获得了很好的控制效果。     

侵彻起爆控制系统的过载信息实时采集处理与侵深识别技术

为提高侵彻起爆控制系统的实时性,基于状态网络设计和引信的模块化设计理论,以高速实时信号处理器（DSP）为核心,结合16位高采样率A/D转换器AD7656,并用全硅振荡器取代石英晶体,构建了可抗高冲击过载的微型化（φ40.0 mm）信息实时处理侵彻起爆控制系统;针对传统侵彻过载信号滤波方法的局限性,提出并应用了两种自适应信号快速处理方法,实现了信息的实时处理;半实物仿真和实际侵彻混凝土靶相结合的方案验证了此系统的可靠性,实现了起爆控制系统在高冲击环境中的起爆控制.      

风廓线雷达中频数字接收机设计研究

风廓线雷达是用于大气风场探测的无线电遥感系统,传统的雷达接收机采用模拟接收机,结构繁琐且信号处理精度不高。基于软件无线电,运用中频数字化技术,提出了一种数字化接收机的设计方案,包含中频采样、数字下变频、IQ数据处理等。通过对方案进行仿真和测试,验证了方案的可行性。     

On-line Detection of Gas Pipeline Based on the Real-Time Algorithm and Network Technology with Robot

The detection system integrates control technology, network technology, video encoding and decoding, video transmission, multi-single chip microcomputer communication, database technology, computer software and robot technology. The robot can adaptively adjust its status according to diameter (from 400 mm to 650 mm) of pipeline. The maximum detection distance is up to 1 000 m. The method of video coding in the system is based on fractal transformation. The experiments show that the coding scheme is fast and good PSNR. The precision of on-line detection is up to 3% thickness of pipeline wall. The robot can also have a high precision of location up to 0.03 m. The control method is based on network and characterized by on-line and real-time. The experiment in real gas pipelineshows that the performance of the detection system is good.