针对目前采用ASIC芯片架构的GNSS接收机设计完成后算法和软件不易改变、扩展性低和灵活性差等缺点,提出一种基于FPGA的接收机架构并进行了软硬件设计。接收机在FPGA芯片的基础上完成信号的捕获、跟踪和解算等一系列操作,提高了接收机的集成度、扩展性和兼容性。同时针对卫星定位原理造成的高程误差较大的缺点,将高精度大气压强传感器引入接收机,对接收机输出的高度信息进行校正。地面跑车试验结果表明,该接收机能够可靠实现符合预期的定位功能,具有一定的工程实用性。
为进一步提高航天运载器故障下飞行的可靠性,提出了适用于多级入轨运载器故障的自主任务规划策略。基于混合最优控制进行飞行任务规划建模,以此为基础进行中止逻辑系统和快速轨道重构/生成框架设计,在统一的框架下综合分析评估助推级及上面级的任务中止能力并进行最优轨道重构。通过发动机节流阀故障下飞行仿真表明,该方法可以在中止能力评估的基础上进行最优轨道重构,最大限度保障飞行器的任务完成能力。所提出的方法可以拓展应用于多级运载器的总体方案设计阶段,分析不同总体设计参数对运载器中止能力的影响,从而选择确定最优参数。
针对液体火箭发动机运行过程中外界载荷及自身属性存在不确定性导致失效的问题,提出了一种基于泰森多边形区域划分结合自适应克里金代理模型的液体火箭发动机可靠性分析方法。该方法通过对全局进行泰森多边形区域划分,结合改进留一法选取最敏感区域,通过主动学习函数筛选样本点,进而迭代更新液体火箭发动机的克里金代理模型。该方法的优势在于,能够依据较少的样本点构建精确的液体火箭发动机模型,实现液体火箭发动机失效概率的准确预测。将本文所提方法应用于实际液体火箭发动机可靠性分析中,构建的代理模型测试计算误差与其他模型相比小于1%,效率提高了48%,从而高效地实现了液体火箭发动机的可靠性分析,降低了计算成本。
分析研究了附加连接对多级协同控制卫星控制性能的影响。首先,利用牛顿欧拉法建立了主动指向超静平台动力学模型与卫星-载荷多级系统,为分析附加连接对系统产生的影响提供了动力学基础;其次,将线缆连接等效为附加刚度,建立了附加连接的力学模型并加入多级卫星动力学系统;仿真分析了附加刚度对开环与闭环系统隔振效果的影响,进一步分析了附加刚度对主动指向超静平台稳定性与指向控制精度的影响并提出了解决方案。仿真结果表明,星体与载荷之间的附加连接略微降低了主动指向超静平台的隔振效果与系统的稳定性,但对载荷指向控制精度影响不大。
针对红外图像在军事应用中低对比度、高噪声、细节模糊的缺陷,提出了高动态红外图像自适应增强与压缩算法。该算法基于小波变换将红外图像分成基础层低频信息和细节层高频信息。利用自适应伽马变换对图像基础层的低频信息进行拉伸,并设计门限阈值去除无效灰度值,以提高动态范围内图像的对比度。通过双边滤波对细节层的高频信息进行降噪处理,并将高频信息与低频信息加权融合,以达到最好的处理效果。融合后的高动态范围图像直接线性压缩至低动态范围。实验结果表明,算法能够有效的提升红外图像对比度,并且突出了图像纹理特征。
为解决弹载信息处理器NAND Flash存取关键数据时,采用坏块管理和数据备份机制仍然无法避免的数据错误问题,提出一种NAND Flash全生命周期高可靠数据管理方法:以DSP软件进行坏块管理为基础,结合一种基于FPGA的改进BCH ECC校验算法,对弹载信息处理器NAND Flash全生命周期进行坏块检测评价,来提高数据管理的可靠性。提出的改进BCH ECC校验算法,采用PE单元复用方式实现读取NAND Flash数据时检9纠8实时检测。相比传统BCH ECC校验算法,该算法检测准确,占用FPGA逻辑资源少,检测速度快,非常适合高可靠性、强实时性弹载信息处理器应用场合。仿真效验结果表明,采用该方法可有效提高NAND Flash数据管理可靠性。
