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基于Starlink机会信号/INS的组合导航方法

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导航定位与授时 2024年第2期11卷 72-82页

作者：沈利荣李守兵孙海峰郜义蒙赵鹏雷刘智惟毛嘉西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710126 北京宇航系统工程研究所北京100076 中国航天科技创新研究院北京100176

针对全球卫星导航系统(GNSS)因频点单一、落地功率低、易受电磁干扰以及存在覆盖较差区域等潜在的被拒止或被干扰导致的导航系统性能降低甚至失效的问题,提出了一种基于星链(Starlink)机会信号融合惯性导航系统(INS)的飞行器动态组合导... 详细信息

针对全球卫星导航系统(GNSS)因频点单一、落地功率低、易受电磁干扰以及存在覆盖较差区域等潜在的被拒止或被干扰导致的导航系统性能降低甚至失效的问题,提出了一种基于星链(Starlink)机会信号融合惯性导航系统(INS)的飞行器动态组合导航方法。首先分析了星链信号体制,建立了基于星链星座卫星下行机会信号的瞬时多普勒定位观测模型,设计了一种基于频率细分的快速最大似然多普勒频率估计方法,然后建立了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的Starlink机会信号/INS的组合导航模型,并对该导航方法进行了实验及分析。结果表明,该方法可为飞行器提供长航时、连续、高精度的导航。动态飞行情况下,该方法可实现平均优于25 m的三维定位精度和平均优于0.1 m/s的速度估计精度,比相同观测时间下的惯导精度提高了1~2个数量级,显著提高了飞行器的导航精度,可为战略导航提供方法和技术支撑。

关键词：星链机会信号惯性导航组合导航快速最大似然扩展卡尔曼滤波

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一种考虑电磁波驱动效应的等离子碰撞频率分段计算方法

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物理学报 2014年第23期63卷 197-205页

作者：刘智惟包为民李小平刘东林西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710071

针对高速飞行器等离子鞘套碰撞频率的经验公式忽略电子-带电粒子碰撞以及电磁波对粒子碰撞的驱动效应对碰撞频率计算的影响问题,提出了一种考虑电磁波驱动效应的碰撞频率分段计算方法.该算法以等离子动力论为基础,综合考虑了电子-中性... 详细信息

针对高速飞行器等离子鞘套碰撞频率的经验公式忽略电子-带电粒子碰撞以及电磁波对粒子碰撞的驱动效应对碰撞频率计算的影响问题,提出了一种考虑电磁波驱动效应的碰撞频率分段计算方法.该算法以等离子动力论为基础,综合考虑了电子-中性粒子碰撞、电子-带电粒子碰撞以及电磁波驱动效应对碰撞频率计算的影响,定义了一种新参数—–电离热运动比来判断两类碰撞对碰撞频率计算的影响程度,并根据这一参数值的大小分段计算碰撞频率.理论分析和仿真结果表明:所提出的算法在电离热运动比大于5时比经验公式更接近碰撞频率的真实情况,有助于高速飞行器等离子鞘套碰撞频率的计算和诊断以及电波传播特性的计算.

关键词：等离子鞘套碰撞频率经验公式电波传播

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等离子鞘套热力学波动对电磁波传播的影响

宇航学报 2019年第6期40卷 711-718页

作者：刘智惟夏国江邓永福赵锦瑾韩明北京宇航系统工程研究所

针对等离子鞘套热力学波动造成电磁波传播特性变化的问题,结合湍流理论、等离子理论和电磁波传播理论,得到了热力学参数波动与介电常数间的关系。计算了不同状态下热力学参数波动引起S和Ka波段电磁波透射和反射系数的变化。结果表明,当... 详细信息

针对等离子鞘套热力学波动造成电磁波传播特性变化的问题,结合湍流理论、等离子理论和电磁波传播理论,得到了热力学参数波动与介电常数间的关系。计算了不同状态下热力学参数波动引起S和Ka波段电磁波透射和反射系数的变化。结果表明,当电子密度增大,S波段反射系数变化减小、透射系数变化增大;当Ka波段在碰撞频率10MHz时,反射系数变化增大、透射系数变化减小,在碰撞频率1GHz和50GHz时透射系数变化反射系数变化先增后减。不同高度下波动的影响也不同,S波段透射和反射系数变化随高度升高先减后增;Ka波段透射系数变化先减后增、反射系数变化先减后增而后再次减小。因此,应根据实际环境状态获得波动的包络范围,进而针对性开展测控通信系统设计。

关键词：等离子鞘套热力学参数波动电波传播黑障

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高码率遥测TPC编码应用技术研究

导弹与航天运载技术 2019年第2期 121-126页

作者：赵锦瑾刘智惟沈利军北京宇航系统工程研究所北京100076

为了提高信号的抗干扰能力,必须对信号进行信道编码以提高信噪比。TPC编码具有抗干扰能力强、编码复杂度较低的特点。针对适用于中国遥测PCM体制的TPC编码方式进行了分析,并结合实际工程经验,提出了一种基于FPGA架构的TPC信道编码应用方... 详细信息

为了提高信号的抗干扰能力,必须对信号进行信道编码以提高信噪比。TPC编码具有抗干扰能力强、编码复杂度较低的特点。针对适用于中国遥测PCM体制的TPC编码方式进行了分析,并结合实际工程经验,提出了一种基于FPGA架构的TPC信道编码应用方法,并结合实际算例对编码增益进行了分析。结果显示,在信噪比小于6 dB,误码率10-6的条件下,TPC编码提供了至少5dB的额外增益。额外增益随迭代次数增加而增加。在进行航天无线通信时,应兼顾增益需求和实时性,选择合理的TPC编码方式,以实现高码率抗干扰通信。

关键词：高码率遥测 TPC编码 FPGA实现

Influences of Turbulent Reentry Plasma Sheath on Wave Scattering and Propagation

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Plasma Science and Technology 2016年第6期18卷 617-626页

作者：刘智惟包为民李小平石磊刘东林 School of Aerospace Science & Technology Xidian University

The randomness of turbulent reentry plasma sheaths can affect the propagation and scattering properties of electromagnetic *** paper developed algorithms to estimate the *** the algorithms and typical reentry data,influences of GPS frequency and Ka frequency are studied *** show that,in terms of wave scattering,the scattering loss caused by the randomness of the turbulent plasma sheath increases with the increase of the ensemble average electron density,ensemble average collision frequency,electron density fluctuation and turbulence integral scale *** the scattering loss is much smaller than the dielectric *** scattering loss of Ka frequency is much less than that of the GPS *** terms of wave propagation,the randomness arouses the fluctuations of amplitude and phase of *** fluctuations change with altitudes that when the altitude is below 30 km,fluctuations increase with altitude increasing,and when the altitude is above 30 km,fluctuations decrease with altitude *** fluctuations of GPS frequency are strong enough to affect the tracking,telemetry,and command at appropriate conditions,while the fluctuations of Ka frequency are much more *** suggests that the Ka frequency suffers less influences of the randomness of a turbulent plasma sheath.

关键词： plasma sheaths plasma turbulence electromagnetic wave propagation scattering

Influence of Plasma Pressure Fluctuation on RF Wave Propagation

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Plasma Science and Technology 2016年第2期18卷 131-137页

作者：刘智惟包为民李小平刘东林周辉 School of Aerospace Science & Technology Xidian University

Pressure fluctuations in the plasma sheath from spacecraft reentry affect radiofrequency（RF） wave *** influence of these fluctuations on wave propagation and wave properties is studied using methods derived by synthesizing the compressible turbulent flow theory,plasma theory,and electromagnetic wave *** study these influences on wave propagation at GPS and Ka frequencies during typical reentry by adopting stratified *** analyzed the variations in reflection and transmission properties induced by pressure *** results show that,at the GPS frequency,if the waves are not totally reflected then the pressure fluctuations can remarkably affect reflection,transmission,and absorption *** extreme situations,the fluctuations can even cause *** the Ka frequency,the influences are obvious when the waves are not totally *** influences are more pronounced at the GPS frequency than at the Ka *** suggests that the latter can mitigate blackout by reducing both the reflection and the absorption of waves,as well as the influences of plasma fluctuations on wave *** that communication links with the reentry vehicles are susceptible to plasma pressure fluctuations,the influences on link budgets should be taken into consideration.

关键词： plasma sheath pressure fluctuation wave propagation

采用实时功率反馈的半导体激光器幅度调制方法

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红外与激光工程 2019年第9期48卷 85-91页

作者：薛梦凡彭冬亮荣英佼(指导) 申屠晗骆吉安陈志坤刘智惟杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018 近地面探测技术重点实验室江苏无锡214035 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对现有半导体激光器(Laser Diode,LD)幅度调制电路具有调制幅度不稳定、调制波形存在非线性失真的缺点,提出采用实时功率反馈的幅度调制方法。通过光电二极管(Photodiode,PD)实时监测LD的输出功率,再根据LD的输出功率自动调整LD工作电... 详细信息

针对现有半导体激光器(Laser Diode,LD)幅度调制电路具有调制幅度不稳定、调制波形存在非线性失真的缺点,提出采用实时功率反馈的幅度调制方法。通过光电二极管(Photodiode,PD)实时监测LD的输出功率,再根据LD的输出功率自动调整LD工作电流,使其输出功率随调制信号线性变化。最后根据提出的调制方法设计并实现了调制电路,实验结果表明:在温度20~40℃范围内,调制电路的-3 dB带宽达到20 MHz,调制功率的幅度稳定度优于4%,最大非线性误差为0.1%。该调制方法提高了半导体激光器的输出功率稳定性,减少了调制波形的非线性失真,拓宽了半导体激光器的线性工作范围。

关键词：半导体激光器幅度调制激光测距自动功率控制功率反馈

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飞行器高码率网络化无盲区测控需求与技术

遥测遥控 2018年第2期39卷 1-8页

作者：夏国江韩明王星来刘智惟北京宇航系统工程研究所北京100076

无线测控系统是飞行器与地面站交互信息的唯一通道,在飞行器研制和试验中占有重要地位。高密度飞行试验任务日趋常态化以及无线通信技术的快速发展,对测控系统提出了新的要求。为顺应发展趋势,对飞行器高码率网络化无盲区测控需求和技... 详细信息

无线测控系统是飞行器与地面站交互信息的唯一通道,在飞行器研制和试验中占有重要地位。高密度飞行试验任务日趋常态化以及无线通信技术的快速发展,对测控系统提出了新的要求。为顺应发展趋势,对飞行器高码率网络化无盲区测控需求和技术进行客观分析,指出测控系统在高频谱效率调制方式、频谱资源、高增益信道编码、无盲区测控、网络化测控方面需关注的具体问题,明确了SOQPSK和Multi-h CPM调制、LDPC码、Alamouti空时码、C频段测控、网络化、人工智能将是未来飞行器测控发展和攻克的核心技术。

关键词：飞行器测控 SOQPSK调制 LDPC码空时编码 C频段测控网络化人工智能

CCS 相较储能何时拥有成本优势? 从中国电力系统低碳转型出发

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系统工程理论与实践 2024年

作者：林伯强刘智威厦门大学管理学院中国能源政策研究院

在双碳目标的整体规划下，中国的电力系统需要尽快完成由以煤电为主转向以风光等可再生能源为主的低碳转型.随着风光发电在电力供给侧的占比逐渐增加，由风光发电带来的波动性和不稳定性等问题会给电网带来越来越大的运行压力，同时中... 详细信息

在双碳目标的整体规划下，中国的电力系统需要尽快完成由以煤电为主转向以风光等可再生能源为主的低碳转型.随着风光发电在电力供给侧的占比逐渐增加，由风光发电带来的波动性和不稳定性等问题会给电网带来越来越大的运行压力，同时中国的电力需求也依然保持较快的增长速度，面对需求侧的增长和供给侧的结构转变，电网需要配置更多的灵活性电源来保证自身安全稳定运行.“储能+风光”和“CCS(CarbonCaptureandStorage，碳捕获及封存)+煤电”是两种可行的低碳稳定的灵活电源方案，本研究基于小时级电力负荷，通过构建仿真模型平衡电力供需，考虑碳排放，电力需求，可再生发展目标等因素，评估并对比“储能 +风光”和“CCS+煤电”两种方案. 结果显示风光发电占比较低时，“储能 +风光”成本更低; 风光发电占比较高时，“CCS+煤电”成本更低. 可以预见，未来“储能+风光”和“CCS+煤电”都有其发展的必要性.政府应当并重布局发展CCS 和储能，保证在 “CCS + 煤电”成本优势点到来时已经形成完整成熟的产业链和市场环境.

关键词：碳捕获与封存储能煤电电力系统低碳转型