Improvement of orbit determination for geostationary satellites with VLBI tracking

China’s COMPASS satellite navigation system consists of five or more geostationary (GEO) satellites.The roles of GEO satellites are to improve the regional user’s positioning accuracy and provide the continuous Radio Determination Satellite Service.The motion of GEO satellites relative to a ground tracking station is almost fixed,and regular orbit maneuvers are necessary to maintain the satellites’ allocated positions above the equator.These features present difficulties in precise orbit determination (POD).C-band ranging via onboard transponders and the L-band pseudo-ranging technique have been used in the COMPASS system.This paper introduces VLBI tracking,which has been successfully employed in the Chinese lunar exploration programs Chang’E-1 and Chang’E-2,to the POD of GEO satellites.In contrast to ranging,which measures distances between a GEO satellite and an observer,VLBI is an angular measurement technique that constrains the satellite’s position errors perpendicular to the satellite-to-observer direction.As a demonstration,the Chinese VLBI Network organized a tracking and orbit-determination experiment for a GEO navigation satellite lasting 24 h.This paper uses the VLBI delay and delay-rate data,in combination with C-band ranging data,to determine the GEO satellite’s orbit.The accuracies of the VLBI delay and delay rate data are about 3.6 ns and 0.4 ps/s,respectively.Data analysis shows that the VLBI data are able to calibrate systematic errors of the C-band ranging data,and the combination of the two observations improves orbit prediction accuracy with short-arc data,which is important for orbital recovery after maneuvers of GEO satellites.With the implementation of VLBI2010,it is possible for VLBI to be applied in the COMPASS satellite navigation system.     

Design of a compact C-band high brightness photoinjector for an ultra-fast electron diffraction

A compact C-band high brightness photoinjector for ultra-fast electron diffraction （UED） is under development at Tsinghua Uni- versity. The C-band photoinjector, operating at 5.172 GHz, uses a 1.45-cell C-band RF gun as the electron source. The design of the RF gun has addressed the physics, beam dynamics and mechanical aspects, and based on these design studies, a prototype has been fabricated. In order to obtain optimized performance for the UED, beam dynamics simulation has been carried out using the particle tracking code Astra for the photoinjector consisting of an alternative multi-cell RF gun design and a C-band compressor downstream. The beam dynamics parameters that are optimized include the bunch length, peak current, horizontal emittance, and position of the minimum bunch length.     

Satellite orbit determination combining C-band ranging and differenced ranges by transfer

The constraint in the transverse direction of satellite orbit with differenced ranges between master station and slave stations by transfer as an angular observation data is explained in theory. Differenced ranges in combination with C-band ranging by transfer were used in satellite orbit determination. The position error of overlapped orbit differences for combining is less than that for ranging only. The residual of predicted orbit forward 5.5 days for combining is 3.1762 m, while the residual for ranging only with the same duration is 3.5380 m. Both the orbital overlapping and orbit prediction experimentations can testify the constraint in the transverse direction of satellite orbit with differenced ranges, and the results show that the accuracy of orbit determination and orbit prediction is improved by combining differenced ranges and C-band ranging.     

基于立体视觉的被动测距技术研究

为了实现基于立体视觉的被动测距技术,该文搭建了一套双目成像测距系统实验平台,研究了基于双目立体视觉的被动成像处理算法;设计了可实现多目标的实时跟踪测距的双目成像测距应用软件,对提出的一种基于SIFT搜索窗口大小随着目标尺寸变化自适应调整的跟踪算法进行了验证.测试结果表明该软件在跟踪、测距方面表现出色,在1~2个目标时具有较好的实时性.通过平面标定法进行准确的摄像机标定,采用SIFT特征匹配算法进行立体匹配,测试结果表明在取octave层数为4时,匹配准确度一般可在0.05个像素范围内.实际外场测试实验表明,该算法对一定距离范围内的目标物体进行测量具有较好的准确性.     

集中式多传感器模糊联合概率数据互联算法

为解决集中式多传感器系统中多目标跟踪问题,提出了集中式多传感器模糊联合概率数据互联算法。该算法应用模糊数学的方法计算测量点迹与航迹测量预测之间的模糊综合相似度,运用阈值判别及经验概率法则给出模糊联合互联概率的计算方法,提出了集中式多传感器模糊联合概率数据互联算法的状态估计模型。对该算法与已有集中式多传感器联合概率数据互联算法进行仿真比较,仿真结果显示该算法的跟踪精度较后者提高了43.7%,同时有效地降低了周期耗时,综合性能更优越。     

基于STM32 的人体目标检测与追踪系统

为有效解决现有人体目标识别与追踪需人为干预等问题,设计了一种由嵌入式系统、无线通信技术及上 位机组成的人体自动检测及追踪系统。该自动检测与追踪系统分为上位机和下位机两部分,其中下位机以 STM32F103ＲCT6 单片机为控制核心,通过SHAＲP-GP2Y0A21YK0F 红外测距传感器检测人体位置进而控制舵 机,舵机上装有摄像头采集视频,利用WIFI( Wireless Fidelity) 将摄像头采集的视频信号传输至上位机。上位机 由Eclipse-Android 系统开发平台开发,可在监控中心实时显示视频信号。实践证明,该系统安装、操作简易快 捷,能准确实现人体的自动化识别与追踪过程,可广泛应用于室内不干扰红外线工作的行业。     

基于改进强跟踪滤波器的UWB/AHRS紧组合定位方法

针对遮挡环境下的车辆定位问题,提出一种基于改进强跟踪滤波（ISTF）算法的超宽带（UWB）与航姿参考系统（AHRS）紧组合定位方法.该方法使用阈值鉴别UWB测距异常值并消除其影响,将强跟踪滤波（STF）算法应用到紧组合系统的数据融合中,并结合定位模型对算法进行改进,以提高算法的稳定性和对观测噪声的估计精度.仿真与实验结果表明,该方法能在复杂工况下提供车辆精确的定位信息,与UWB单独定位及采用几种非线性滤波算法相比,系统的鲁棒性更强、定位精度更高,具有很强的实用性.      

家猪染色体C─带带纹量化记述法

本文首次报道家猪染色体Ｃ─带带纹量化记述法，该法将每个染色体上Ｃ─带带纹的发生位点，发生频率、带纹相对长度、和带形特征采用数据和符号相结合，并以表列的形式依次表述、简单明了、详细精确，它避免了现行方法对其进行逐一描述的繁赘性，和意断性。针对Ｃ─带带纹自身的多态性，一改对单个细胞进行分析为对一些细胞进行分析、力求从含行差异的个性中获得反映真值的共性，便于进行品种间和个体间的相互比较，和计算机阅读。     

POD方法在转子系统降维中的应用(英文)

将POD(Proper Orthogonal Decomposition)方法应用到转子动力系统中.建立一端松动的7个自由度非线性转子模型,考虑到混沌信号中包含各种不稳定的周期轨道,因此含有较多的系统信息,利用POD方法从混沌信号中获得一组POMs,并将原系统投影到该组POMs(Proper Orthogonal Modes)上,得到原系统4个自由度的近似等效模型,通过降维前后模型的定性性质比较,包括轴心轨迹、相图、分岔图等的比较可以看出降维后系统较好的保持了原系统的动力学特性,说明POD方法对于该模型降维是有效的.     

一种合作式高精度快速单站定位方法的研究

针对空中移动目标的定位必须实现快速和稳定跟踪的要求,该文提出了一种通过快速测量空中目标辐射源到达方位角、俯仰角和目标与固定观测站点的距离,实现固定单站对三维运动无线电辐射源的合作式高精度定位方法。并介绍了相位干涉仪测角和伪码测距系统的工作原理,对测角和测距误差,以及从而引起的定位误差进行了深入的分析。     

基于POD方法具有Poisson跳随机种群系统的数值解讨论

将特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,简记为POD)法应用于一类带Poisson跳的随机种群系统,使其成为一个具有较低维数和较高精度的有限元格式.并给出简化的有限元解误差分析,通过算例进一步验证了随机种群系统的POD FE(Finite Element,简记为FE)方法是可行和有效的.     

K波段测距仪基带信号跟踪处理研究

为了精确解算星间距离及距离变化率,从而恢复地球重力场,介绍了一种在K波段测距系统中的基带信号跟踪处理方法,这种方法依据数字锁相理论,给出了环路的结构框图及KBR基带信号模型,同时给出了KBR基带信号跟踪环设计方法和仿真参数的具体确定,最后以图和表格的形式给出了Matlab仿真结果,结果表明这种方法能很好地跟踪重力卫星动态,精确地提取载波相位,可使得静态相位跟踪误差小于10^-4Hz,动态情况下能保持稳定跟踪,对恢复地球重力场有重要意义。     

一种超宽带掺铒光纤放大器的实验研究

分别优化C和L两个波段掺铒光纤放大器,利用并联方式实现了C L-波段超宽带光纤放大器．研制出了一台结构简单、高增益低噪声、增益平坦的超宽带掺铒光纤放大器,实现了从1 524 nm-1 602 nm超过 70 nm带宽内平均增益,其中C-波段在1 524nm-1 564 nm之间平均增益超过30 dB,L-波段从1 572 nm到 1 602 nm增益起伏小于2 dB．     

一种新型北斗B2频段信号的设计

AltBOC调制信号具备在上下边带承载不同服务的能力,既可独立接收处理单边带信号达到传统BPSK信号性能,也可联合处理实现更高的定位精度,并作为北斗导航系统B2频段的基线。但是AltBOC也有复用效率低调制复杂等缺点。设计了一种新的具有恒包络的调制方式PS-AltBOC(phase shifted AltBOC),详细阐述了PS-AltBOC的调制原理,给出PS-AltBOC的时域频域表达式,并且与AltBOC对比分析了功率谱密度,抗多径能力,带外损耗性能等。分析结果表明,PS-AltBOC与AltBOC具有相似的功率谱密度、抗多径能力、以及码跟踪能力,当接收机前端滤波带宽在30~150 MHz时,其带外损失小于AltBOC调制。仿真结果表明PS-AltBOC可作为北斗B2频段的候选调制方式。     

Design optimization of a C-band traveling-wave accelerating structure for a compact X-ray Free Electron Laser facility

The research and development of a C-band (5712 MHz) high gradient traveling-wave accelerating structure has been in progress for some years at the Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences. Conceptual design of the accelerating structure has been accomplished, and verified by cold testing an experimental model. The first prototype structure is now ready for high RF power tests. To develop a robust high gradient C-band accelerating structure, an optimized constant gradient structure with a 4 /5 operating mode for future X-ray Free Electron Laser facilities is proposed in this paper. This scheme can improve the breakdown stability and beam quality. The high power RF system, four operating modes and disk iris shape are analyzed and optimized.     

C带和L带掺饵光纤放大器的比较

以美国朗讯公司提供的两种掺饵光纤特性分析为基础,通过对其增益,噪声和带宽特性的比较,阐述了C带和L带掺饵光纤放大器（EDFA）的异同点,为新型的L带掺饵光纤放大器的设计提供借鉴。     

智能婴儿车目标跟踪系统的研究

设计了一种智能婴儿车的跟踪系统,它是在普通婴儿车的基础上设计了嵌入式控制系统。通过对目标跟踪技术及跟踪方法的分析研究,将压缩感知代替TLD(tracking-learning-detection)跟踪算法中的级联检测器,并应用到该控制系统中,能够很好地改善TLD跟踪算法的实时性能。介绍了该控制系统的设计方案,详细讨论了对TLD跟踪算法的改进,最终介绍了该系统中目标跟踪的具体实现方法。实验结果表明所设计的智能婴儿车目标跟踪系统能够自主稳定地跟踪目标。     

海狸鼠染色体核型及带型的研究

对海狸鼠（ＭｙｏｃａｓｔｏｒＣｏｙｐｕｓ）染色体的普通核型和显带核型（Ｇ带，Ｃ带，Ａｇ－ＮＯＲ）进行了分析，并着重分析了Ｃ－带核型，Ａｇ－ＮＯＲ核型中所存在的多态性，提示今后应探索其多态性与经济性状的相关。     

自适应的免疫粒子滤波车辆跟踪算法

针对真实场景中的车辆跟踪问题, 提出一种改进的粒子滤波车辆跟踪算法. 通过免疫重采样框架减少粒子退化, 保证粒子滤波的有效性, 并参照人工免疫算法的思想建立记忆库, 使算法可较长时间地跟踪目标; 利用背景权重直方图和分块判别机制减少因遮挡导致的跟踪偏离, 同时在运动模型和抗体变异过程中加入自适应学习参数, 提高算法的鲁棒性. 实验结果表明, 在光照变化、 运动突变、 目标遮挡等不同条件下, 该算法具有稳定跟踪的能力, 验证了算法的有效性.     

外置式激光跟踪测距系统球形跟踪伺服装置的误差分析

提出一种新的外置式激光跟踪测距系统。该系统根据激光跟踪测量系统的原理和动态响应要求，采用球形跟踪伺服装置的设计思想，设计了两维旋转跟踪伺服装置，并进行了误差分析研究。结果表明，该装置具有结构简单、跟踪精度高、动态性能好的特点，且具有良好的实用价值。