基于BP-PID控制的载波频率准确度提高算法

转发式卫星导航系统是我国自主研发的一种新型卫星导航体制和系统, 但由于受到上行链路多普勒与卫星转发器的影响, 系统载波频率准确度量级为10^-8, 达不到系统载波频率的使用精度。为解决此问题, 详细分析了恶化转发式卫星导航系统载波频率的影响因素, 通过测量分析得到上行载波频率的预偏量, 采用基于反向传播神经网络的比例积分微分控制方法, 对上行载波频率进行实时控制调整。对控制调整算法进行仿真验证, 响应时间为50 s, 控制残差的均方根误差为0.022 Hz。采用卫星实际观测数据, 结果表明系统载波频率准确度量级从10^-8提升至10^-14, 可满足于转发式卫星导航系统载波频率及载波相位的应用。     

旋转条件下非连续卫星导航信号处理技术

针对传统卫星导航技术无法估计旋转载体的转速, 且旋转导致的卫星信号非连续性使得定位和转速估计更加困难的问题，提出一种基于多天线结构的开环跟踪与差分卡尔曼滤波相结合的跟踪定位方法, 并利用相邻天线间的多普勒频率差值实现载体转速估计。同时，利用开环结构无反馈回路和快拍方式工作的特点实现对非连续信号的跟踪。差分卡尔曼滤波以相邻历元间差分值进行建模, 消除原始观测量中公共偏差, 实现跟踪信息的融合滤波和定位。最后，利用相邻天线间共视卫星的多普勒频率差值实现载体转速估计。基于模拟信号和实际信号的实验结果表明，所提算法能够实现对卫星信号的持续跟踪, 并且获得高精度的定位结果, 对转速的估计误差的标准差不超过1 rps。     

利用葵花8号卫星资料反演中国东部地区地面PM2.5浓度

为了得到中国东部地区大范围的地面PM_2.5浓度分布, 用机器学习方法建立一个模型, 用2019年葵花8号静止卫星大气顶层反射率数据和欧洲中心气象资料作为输入数据, 地面PM_2.5浓度作为输出数据。验证结果表明, 在不同时间尺度下, 该模型对中国东部地区均有较高的精度。对于小时PM_2.5的浓度反演, 该模型的十折交叉验证的相关系数为0.82, 均方根误差为20.11 μg/m³。将2019全年卫星?气象格点数据放入模型, 得到中国东部地区全年逐小时的PM_2.5格点数据, 利用该格点数据分析中国东部地区PM_2.5浓度的季节变化和空间分布, 取得良好的效果。     

遥感卫星地面站资源调度的混合分解算法

针对传统算法逐渐难以满足地面站资源调度对精度和时效要求的问题, 提出一种混合分解算法. 该算法结合基于地面站资源使用冲突程度评价指标的启发式算法和Lagrange分解算法对问题进行求解, 以加快对最优解的搜索速度. 仿真测试结果表明, 该算法能在较短时间内得到遥感卫星地面站资源调度问题的高质量解.     

空间调制系统的星座优化设计

作为一种新颖的多天线技术,空间调制(spatial modulation, SM)受到了学者的关注。近年来,SM系统的星座设计成为研究热点。然而现有的星座设计算法由于预先设定星座结构,导致不能得到最优的星座图。对此,在发送功率受限的条件下提出一种新的星座设计方案。该方案基于最小化SM系统误符号率(symbol error rate, SER)准则,通过扩大可行域范围并利用遗传算法，对SM系统的信号星座进行了优化。此外,深入分析了信号星座对SER及系统参数对星座设计的影响。仿真结果表明,该算法得到的星座图相比于其他星座图具有更好的SER性能。     

基于GNSS的5G基站高精度时间同步组网算法

基于物联网定位等需求,增强5G移动通信基站之间的时间同步精度有望达到纳秒级。基于“邻域相似性”原理,针对5G基站利用全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)进行授时时，由于可视卫星集合不同造成接收机之间时间同步误差较大,提出一种基站GNSS接收机组网算法,用以消除邻域差异,提高相互邻近的各5G基站之间的时间同步精度,并对该算法进行了实验验证。结果表明,该算法有效解决了由于可视卫星集合不同造成的时间同步误差较大的问题,提高了5G基站之间的时间同步精度。     

基于滑模控制的挠性卫星的自学习模糊控制

将基于滑模控制的自学习模糊控制应用于挠性卫星的姿态稳定控制中.给出了姿态控制系统的设计方法.自学习控制算法利用滑模控制原理和模糊性能判决表在线修改模糊控制器的规则参数.为了解决传统自组织模糊控制对外界信号敏感的问题,基于滑模控制的自学习算法同时考虑了误差状态矢量及其变化趋势,增强了系统的鲁棒性.与传统自组织模糊控制相比,仿真实验结果表明,该控制方法对卫星参数变化不敏感,能有效地抑制卫星的外界干扰及挠性附件的振动,使卫星的姿态角得到准确的控制.     

非静止轨道卫星信道多普勒频移特性

为了定量分析非静止轨道卫星信道的多普勒频移特性,引入一种基于地心固连坐标系的分析模型,经近似,该模型与地面接收终端的地理坐标无关.计算出了几种典型非静止轨道卫星信道的最大多普勒频移.分析表明,高仰角状态下信道中的多普勒频移较弱,而处于可视仰角状态时信道中的多普勒频移最大.应尽可能在高仰角状态下接收信号,并可将多普勒时变规律作为先验信息用于对多普勒频移进行估计与补偿,以削弱时间选择性衰落的影响.     

基于干扰效率的星地认知网络功率分配算法

针对Underlay模式基于能量效率的功率控制算法未能准确反映次用户与主用户之间干扰性能导致系统容量下降的问题,综合考虑次用户能量有限及卫星链路和地面链路的差异性,定义干扰效率为认知卫星用户总的传输速率与地面基站接收到的干扰的比值,建立了基于干扰效率的星地认知网络上行链路功率分配模型,在此基础上提出一种基于干扰效率的功率分配算法.通过引入干扰门限约束及信干噪比约束条件,利用非线性分式规划理论和拉格朗日对偶法求解出最优功率.仿真结果表明:该算法能在较好满足次用户通信质量的前提下,有效减少对主用户的干扰,提升系统的干扰效率.     

业务自适应的卫星跳波束系统资源分配方法

多波束卫星通信系统在业务空间分布不均匀的情况下资源利用率较低,而跳波束技术虽然能够根据业务需求灵活分配波束资源,但在整个卫星覆盖区内全局跳变时计算复杂度较高。针对上述问题,提出了一种业务自适应的卫星跳波束系统资源分配方法,以系统吞吐量最大化为目标,采用先分簇跳变后全局跳变的方式为小区提供服务,从而降低计算复杂度,并充分适应卫星覆盖区内业务分布情况。该方法通过空间隔离的方式消除波束间的共信道干扰,可实现波束间全频率复用。仿真结果表明,该方法能够显著提高系统资源利用率和公平性。