小卫星星上计算机系统可靠性研究

由于重量轻、体积小、功耗低、功能强的小卫星工作在无人干预的低温、高辐射的空间环境中 ,因此星上计算机系统必须满足集成度高、寿命长、可靠性高、抗辐射能力强的要求。针对立体测绘小卫星的特点 ,设计了满足上述要求的集集中控制与分布控制优点于一身的星上计算机系统 ,对其可靠性进行了分析 ,并对提高其可靠性应采取的关键技术进行了简要的论述。     

面向多任务的可重构星载计算机设计

为了使可重构星载计算机更好地满足微小卫星中多任务、多进程的工作需求,对其传统的体系结构进行了改进,参照生物体中干细胞的管理机制提出了一种现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)资源的动态管理方法,并以此为基础结合动态部分重构技术提出了一种能够根据星上任务进程自主调整电路结构的可重构星载计算机设计方法。该体系结构在消除可重构星载计算机中多个任务进程之间对硬件电路功能单元竞争的同时,不但简化了在轨升级机制,大幅减少了硬件升级所需上传的文件大小,还在系统层面增强了其对辐射损伤的应对能力。经过与传统星载计算机(386-EX)和普通可重构星载计算机的对比实验,可以看出该体系结构在多任务、高计算量的工作环境下具有非常明显的优势。     

微小卫星星务计算机系统模拟部件可靠性设计

为确保星务计算机系统长期在轨工作的稳定性,针对系统中数模转换器等不同模拟部件的特点,给出相应的可靠性设计方案。在模拟输入通道中采用中位值滤波和递推平均滤波的组合算法,来获取尽可能可靠的输入数据,在模拟输出通道中则采用中值表决电路通用模块实现正确的模拟输出。该方案已在原理样机研制中得到验证和完善。仿真和验证结果表明,本方案在兼顾微小卫星对功耗、质量等苛刻要求的同时,能够很好地满足系统的可靠性要求。     

非马尔科夫可修公共备用系统可靠性数字仿真

给出了任意非马尔科夫可修公共备用系统可靠性数字仿真的数学模型,仿真算法,通过仿真可以获得非马尔科夫可修公共备用系统的任意瞬态可靠性指标。本文给出了多种仿真实例,并对算法进行了检验。     

马尔可夫链在可靠性计算中的一些新应用

最近马尔可夫链在可靠性计算中被广泛地应用于串联系统、冗余系统、n中取 k系统、n中连续取 k系统、退化和可修系统。此方法通过使用一个有限状态马尔可夫链统一了可靠度公式。对此方法做了一个总结     

容错导航系统可靠性评估的一种简化方法

讨论了应用马尔可夫模型方法分析容错导航系统可靠性的化简问题。提出了首先应用马尔可夫模型方法分析每种组件的任务可靠性 ,然后应用组合分析的方法综合得出整个系统任务可靠性的方法 ,它可以大大简化可靠性的分析过程 ,减少计算量。最后 ,以四余度双敏感轴捷联惯导系统为例 ,对在不同条件下应用普通马尔可夫模型方法和化简的方法分析系统可靠性的精度进行了仿真比较。     

基于三状态Markov链的卫星信道模拟器设计与实现

针对卫星信道的特殊性,设计并实现了一种以三状态齐次Markov链为基础,结合Loo分布和多普勒频移的实时卫星信道模拟器。系统结构采用计算机和高速信号处理子板协同工作的方式。计算机完成卫星轨道仿真和Markov状态转换,并计算相应状态下信号处理子板所需参数以产生特定的卫星信道特性。提出了一种高效的多普勒频移仿真实现方法,节约了硬件资源。测试结果表明,可实时仿真多波段、多轨道类型卫星信道。该模拟器以数字或模拟中频的方式输出,可作为卫星通信收发信机研制的有力工具。     

基于System C的星载计算机系统设计

分析了小卫星星载计算机系统的公共需求及其应用的特殊性,给出了典型小卫星星载计算机系统的通用体系结构;提出了基于System C的星载计算机系统的设计方法。通过与传统的星载计算机系统设计方法的对比,提出的基于System C的设计方法可使星载计算机系统的研发周期缩短,设计质量获得较大的提升。同时结合实际工程经验,给出了星载计算机系统软硬件协同设计的基本步骤。     

分布式星载合成孔径雷达顺轨干涉动目标检测

主要研究分布式小卫星载合成孔径雷达顺轨干涉(SAR-ATI)动目标检测算法,通过建立卫星轨道、编队、地面静止及运动点目标模型,分析星载SAR-ATI动目标检测的流程图,仿真地面目标回波信号并成像。实验证明了在目标径向速度相对雷达平台航向速度不是很大、目标聚焦良好的情况下,ATI动目标检测方法的有效性。     

利用GSPN的计算机组装业供应链系统建模与分析

利用GSPN对计算机组装业的供应链进行了建模和性能分析。鉴于计算机组装业中配件来源的复杂性和多样性,本文对其供应链进行了简化,即把众多原配件供应商合并为一个大的供应商,从而使得GSPN分析的方法可行化。针对简化后的模型,我们建立了GSPN模型,并利用GSPN与马尔可夫链同构的思想对其进行了系统性能分析,指出了计算机组装业供应链系统在运营过程中出现的一些问题。     

基于CMP的高密度计算机多目标设计方法

面向高端应用的高效能计算机一般具有高性能、高集成度、高热密度、高复杂性的特点,其研制是一项复杂的系统工程。每一环节,存在功能、性能、可靠性等相互制约但需同时兼顾的多个目标。在实践中这些方面的权衡设计如何以有序的方式展开,是一个亟待解决的关键问题。提出了可靠性与功能、性能权衡的设计方法,并应用到一款基于国产多核处理器的16路高密度计算机的自主研制中,软件仿真分析和系统实测验证了该权衡设计方法的有效性。     

基于DiffServ的星上交换设计与仿真

星上交换的设计在满足对综合业务QoS支持的同时,还需要考虑到星上实现复杂度和系统资源的限制.为此,基于DiffServ的思想,将(m,k)模型应用于地面业务到卫星业务的QoS映射,并通过双漏桶模型在业务增长时对星上数据进行有选择的控制,从而建立了一个实现复杂度低且可以有效保证综合业务QoS的星上交换框架.系统建模仿真结果表明,该设计方案在节省星上缓存资源的同时提高了系统性能,对业务的突发具有较好的平滑性.     

微小卫星编队系统的干涉SAR 空间基线稳定性分析

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,对于微小卫星编队系统来说稳定性问题是干涉SAR空间基线的一个重要问题.首先建立了空间基线的几何模型,定义了垂直基线、有效基线和水平基线.根据微小卫星编队飞行的特点,建立了空间基线的动态模型.基于这个模型,提出了一种空间基线稳定度的计算方法.最后,比较了不同编队构形和不同卫星数目两种憎爱分明形下空间基线稳定度.仿真结果表明空间基线稳定度的计算方法是有效的.     

基于潜在缺陷暴露增益的可靠性试验设计规划模型

针对装备所需进行的可靠性试验类型与应力水平等进行设计规划的理论较为匮乏的现状,提出了一种基于潜在缺陷暴露增益的可靠性试验设计规划模型。首先分析了可靠性试验环境因素及试验目的,定义了潜在缺陷暴露增益;然后从试验的全面程度和严酷程度出发,构建了各环境因素下试验费用函数模型和可靠度提升模型,在试验费用存在约束的条件下,以试〖JP2〗验的潜在缺陷暴露增益最大和可靠度提升最高为目标函数构建了多目标非线性规划模型,并给出了该模型的求解方法。最后以某“报信者”系统为例,得出满足约束的最优试验方案,验证了模型的有效性与可行性。     

Conceptual design and RCS performance research of shipborne early warning aircraft

In order to improve the survivability of the aircraft,conceptual design and radar cross section（RCS） performance research are done. The CATIA software is used to design the 3D digital model of the shipborne early warning aircraft, and some measures are taken to reduce the RCS characteristics of the early warning aircraft at the same time. Based on the physical optics method and the equivalent electromagnetic flow method,the aircraft＇s RCS characteristics and strength distribution characteristics are simulated numerically, and compared with the foreign advanced shipborne early warning aircraft. The simulation results show that under the X radar band, when the incident wave pitching angle is 0？, compared with the foreign advanced shipborne early warning aircraft, the forward RCS average value of the conceptual shipborne early warning aircraft is reduced to 24.49%, the lateral RCS average value is reduced to 5.04%, and the backward RCS average value is reduced to 39.26%. The research results of this paper are expected to provide theoretical basis and technical support for the conceptual design and the stealth design of the shipborne early warning aircraft.     

相控阵天线微流道液冷优化设计及性能研究

相较于风冷、相变等散热方式, 液冷具有稳定、效率高等优势, 是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving, T/R)组件温差大的突出问题, 与以往部件级热控设计方法不同, 本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路, 设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明, 双螺旋结构流道冷却效果最优, 优化后芯片最高温度降低了35.6%, T/R温差降低了51.8%。此外, 所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响, 可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题, 可行性和实用性强。     

宽带雷达通信一体化波形设计与雷达成像方法研究

雷达与通信系统一体化可以实现电子资源的共享。提出并设计了一种宽带雷达通信一体化波形--随机调制线性调频步进信号,在实现雷达成像的同时实现数据通信。该信号充分利用现有的随机步进线性调频信号波形设计上的高度灵活性特点,以其子脉冲的载波频率调制通信数据,以子脉冲调频斜率的方向表示地址信息,实现了点到多点通信;分析计算了一体化信号下的信道容量、多址信号的正交性和接收机错误概率等通信性能指标;提出了随机化预处理方法来解决一体化信号在雷达成像中的问题,利用统计相关法实现宽带雷达的一维距离成像,提出并推导了部分参数对成像效果的影响。最后,从通信和雷达成像两方面仿真验证了该一体化信号的可用性和有效性。     

鱼雷装载可靠度和工作可靠度的关系研究

鱼雷装载可靠度是鱼雷可靠性评定中的重要指标,它与工作可靠度有着一定的关系。因此在装载可靠度试验数据较少而工作可靠度的试验数据较多的情况下,可以利用工作可靠度推算装载可靠度。分析了鱼雷装载可靠度和工作可靠度之间的关系,并使用模糊回归理论建立两者之间关系的数学模型。所得的关系模型可以进行装载可靠度的预测,为鱼雷装载可靠度的评定提供了一些值得参考的数据,解决了鱼雷装载可靠度数据较少的问题。计算实例表明该方法简单,实用,可以作为工程技术人员的参考。