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面向卫星遥测数据流的最小稀有模式挖掘方法

计算机学报 2019年第6期42卷 1351-1366页

作者：周忠玉皮德常南京航空航天大学计算机科学与技术学院

模式挖掘是应用于卫星智能监控服务中的一项重要技术.当前频繁模式挖掘的使用率要远远高于稀有模式挖掘,然而对于卫星遥测数据流来说,频繁模式挖掘在安全监测和故障预防等方面所取得的成效不如稀有模式挖掘.因为频繁模式挖掘无法从卫星... 详细信息

模式挖掘是应用于卫星智能监控服务中的一项重要技术.当前频繁模式挖掘的使用率要远远高于稀有模式挖掘,然而对于卫星遥测数据流来说,频繁模式挖掘在安全监测和故障预防等方面所取得的成效不如稀有模式挖掘.因为频繁模式挖掘无法从卫星的遥测数据中揭示卫星可能存在的潜在故障.卫星遥测是持续不断进行的,所以其数据流存在数据量大、传输速度快和数据重复性高的特点.如果采用一般的稀有模式挖掘方法来挖掘卫星数据流,尽管其速度比频繁模式挖掘快,但总体上仍然较慢,不能满足卫星实时监测的需要.针对上述问题,本文提出一种可快速找出卫星遥测数据流中隐藏信息的最小稀有模式挖掘方法,它具有如下优点:(1)无需卫星领域知识;(2)引用滑动窗口技术并将主观参数(窗口尺寸)客观化,使得算法能够实时地处理数据流;(3)通过仅挖掘最小稀有模式方式来提高算法的挖掘效率;(4)该算法使用双向遍历技术提高算法的运行速度.从某在轨卫星的遥测数据流中选取10个关键特征参数进行算法验证.实验结果表明,本文所提算法能有效地从卫星遥测数据流中挖掘出全部的最小稀有模式,并且其挖掘速度比现有的方法快.

关键词：最小稀有模式卫星遥测数据流自顶向下自底向上双向遍历模式挖掘数据挖掘

基于PLL环路的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法

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电子学报 2018年第10期46卷 2539-2545页

作者：田增山徐建周牧杨小龙重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

卫星信号接收端天线接收的卫星信号经过射频前端处理后会变成数字中频信号,而相位跟踪是中频信号处理的重要环节,准确的相位跟踪可以为卫星信号解码、测距和定位等功能的准确性提供保障.基于此,该文提出了基于锁相环(Phase Locked Loop,... 详细信息

卫星信号接收端天线接收的卫星信号经过射频前端处理后会变成数字中频信号,而相位跟踪是中频信号处理的重要环节,准确的相位跟踪可以为卫星信号解码、测距和定位等功能的准确性提供保障.基于此,该文提出了基于锁相环(Phase Locked Loop,PLL)的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法.该算法利用多路正交载波和二象反正切鉴相器获取精确的相位差信息,形成闭合回路锁定载波相位以实现跟踪.实验结果表明,多路异相载波的方法可实现更快速的相位锁定,与传统Costas环路和松尾环相比,进入稳态时间分别减少了20%和24%以上,稳态方差分别减小21%和32%.

关键词：卫星 QPSK载波调制相位跟踪锁相环多路正交载波

利用卫星对明安图射电频谱日像仪的相位校准研究

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电子学报 2019年第6期47卷 1384-1387页

作者：王威颜毅华刘东浩苏仓中国科学院国家天文台北京100101 中国科学院太阳活动重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

明安图射电频谱日像仪采用综合孔径技术成像的太阳专用射电望远镜,为充分利用望远镜天线单元数量,采用非冗余基线设计,这就要求需要外部信号源进行系统校准.本文介绍了利用同步轨道卫星作为校准源,对明安图射电频谱日像仪进行相位校准... 详细信息

明安图射电频谱日像仪采用综合孔径技术成像的太阳专用射电望远镜,为充分利用望远镜天线单元数量,采用非冗余基线设计,这就要求需要外部信号源进行系统校准.本文介绍了利用同步轨道卫星作为校准源,对明安图射电频谱日像仪进行相位校准的原理,过程和相应的观测结果,分析了卫星作为校准的优缺点、处理办法以及在对图像质量的影响.

关键词：综合孔径相位校准卫星

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卫星激光大气遥感数据反演探讨

红外与激光工程 2014年第B12期43卷 13-17页

作者：马超廖鹤周文龙李文峰上海卫星工程研究所上海200240

卫星激光遥感是继红外、可见和微波之后的一种新型主动探测手段,其数据反演是卫星应用的关键技术和重要环节。卫星激光大气遥感主要有气体成分浓度、气溶胶/云垂直廓线和三维风场等三个应用方向。针对大气CO2和气溶胶/云等要素,分别介... 详细信息

卫星激光遥感是继红外、可见和微波之后的一种新型主动探测手段,其数据反演是卫星应用的关键技术和重要环节。卫星激光大气遥感主要有气体成分浓度、气溶胶/云垂直廓线和三维风场等三个应用方向。针对大气CO2和气溶胶/云等要素,分别介绍了天基激光差分吸收和后向散射探测原理,探讨了CO2反演bottom-up算法和气溶胶/云反演层次查找分类算法流程。此外,设计了卫星遥感分级数据产品并给出了反演算法地基和机载验证途径。该研究可服务于激光大气遥感卫星的顶层设计。

关键词：卫星星载激光雷达大气遥感反演算法

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数据驱动的卫星关键部件剩余寿命预测模型

航天器环境工程 2022年第2期39卷 148-152页

作者：刘大禹徐二宝中国东方红卫星股份有限公司北京100081 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

针对目前基于统计学方法对卫星及其关键部件进行剩余寿命预测时普遍存在的建模困难、预测精度不高等问题,为更快速、更精确地预测在轨运行卫星关键零部件的剩余使用寿命(RUL),选取时序数据特征提取能力较强的门控循环单元(GRU)网络构建... 详细信息

针对目前基于统计学方法对卫星及其关键部件进行剩余寿命预测时普遍存在的建模困难、预测精度不高等问题,为更快速、更精确地预测在轨运行卫星关键零部件的剩余使用寿命(RUL),选取时序数据特征提取能力较强的门控循环单元(GRU)网络构建RUL预测模型。在模型构建时,除了利用卫星遥测数据之外,还将反映卫星通信质量的统计类数据添加到模型中;同时,为进一步提高GRU模型的预测精度,将卷积神经网络(CNN)与GRU融合。最后,以某型号卫星的天线转发器这一关键部件作为研究对象,通过模型预测结果的评价对比,验证CNN-GRU预测模型的RUL预测精度相比GRU模型的有明显提升。

关键词：卫星剩余寿命预测模型门控循环单元卷积神经网络

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卫星姿态控制系统执行器故障检测与分离

哈尔滨工业大学学报 2013年第2期45卷 72-76页

作者：王振华张淼沈毅哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨150001

针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将... 详细信息

针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将未知输入观测器设计问题转化为一组线性矩阵不等式(LMI),可以通过LMI工具箱方便地求解.最后,将所提出的方法用于卫星姿态控制系统,仿真结果表明了该方法能快速准确地诊断执行器故障.

关键词：姿态控制系统故障检测与分离线性矩阵不等式未知输入观测器卫星

SJ-17卫星LHT-100霍尔电推进系统飞行试验工作性能评价

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推进技术 2017年第11期38卷 2411-2421页

作者：田立成赵成仁张天平顾左郭宁高俊张保平胡向宇程彬兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730000

为了验证霍尔电推进系统的空间环境适应性、与航天器的相互兼容性、空间工作特性及空间飞行性能与地面数据的差异性,LHT-100霍尔电推进系统搭载SJ-17新技术验证卫星开展了在轨飞行试验,对霍尔电推进系统在轨飞行试验结果进行了详细评价... 详细信息

为了验证霍尔电推进系统的空间环境适应性、与航天器的相互兼容性、空间工作特性及空间飞行性能与地面数据的差异性,LHT-100霍尔电推进系统搭载SJ-17新技术验证卫星开展了在轨飞行试验,对霍尔电推进系统在轨飞行试验结果进行了详细评价。结果表明:在整个飞行试验期间LHT-100霍尔电推进系统各项工作性能参数符合设计指标要求,其中推力79.5m N,比冲1531s,系统功率低于1.527k W,单次长时间工作8h,在轨系统开关机次数大于24次,在轨累计点火时间超过3028min,在轨飞行试验数据与地面试验数据具有很好的一致性。

关键词：卫星霍尔电推进系统飞行试验工作性能评价

LEO卫星热状态仿真及健康评估智能方法研究

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LEO卫星热状态仿真及健康评估智能方法研究

作者：李雅琪华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着我国航天技术的逐步发展,低轨道卫星(Low Earth Orbit,LEO)作为高科技产物,在经济建设和国防建设中应用广泛。然而,随着航天任务的复杂化,卫星内部集成度提升,热源逐渐增多且相互之间存在干扰,达到一定程度时将严重影响卫星的正常... 详细信息

随着我国航天技术的逐步发展,低轨道卫星(Low Earth Orbit,LEO)作为高科技产物,在经济建设和国防建设中应用广泛。然而,随着航天任务的复杂化,卫星内部集成度提升,热源逐渐增多且相互之间存在干扰,达到一定程度时将严重影响卫星的正常运行。因此,对在轨卫星的热状态和健康状态进行仿真与评估分析有着重要意义。本文以LEO卫星为研究对象,通过构建热状态仿真模型实现在轨运动期间整星温度场的快速计算。同时,通过智能方法模糊推理和卫星的可重构特性对卫星的健康状态进行评估分析,并分析了典型不确定性因素影响下的卫星状态。最后搭建LEO卫星热状态仿真及健康评估系统实现了仿真结果的可视化。主要的研究工作有以下四个方面:(1)研究基于数值计算的卫星热状态建模及动态仿真方法。针对卫星热状态分析的关键问题,本文建立了卫星在轨运动模型和空间外热流计算模型,将卫星划分为外壳、散热面、内环境和n个单机共n+3个等温单元节点,综合考虑各节点间的传热关系建立温度计算模型,结合实例对卫星热状态进行仿真,对仿真结果及变化规律进行了分析与讨论。(2)提出一种基于模糊推理和可重构特性的卫星健康状态评估方法。本文对卫星的健康状态评估以“单机->分系统->整星”的策略层次展开,考虑到系统内部参数梯度变化和系统的结构特性对卫星健康状态存在影响,在单机级水平上采用智能方法模糊推理对单机健康状态进行评估,从单机级到分系统级和分系统级到整星级结合卫星的可重构特性进行健康状态评估。(3)对不确定性因素影响下卫星热状态和健康状态变化进行分析。为降低不确定性因素对卫星的不利影响,提升资源的利用率和优化系统性能,对涂层退化、热导率扰动、内热源变化和热负荷等典型不确定性因素影响下的卫星状态进行了评估与分析。(4)研制一套LEO卫星热状态仿真及健康评估系统。基于B/S架构,结合本文提出的卫星热状态模型和健康状态评估方法研制了LEO卫星热状态仿真及健康评估系统。该系统在输入所需参数和进行模糊规则设计后,以可视化的方式动态展示出热状态的仿真结果和卫星的实时健康状态变化。本论文提出的模型、算法分析的结果能够合理地反映LEO卫星在轨飞行中的热状态和健康状态实时变化情况,为卫星的热设计与健康状态评估提供参考。

关键词：卫星建模仿真在轨热分析模糊推理健康评估

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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带挠性附件卫星转动惯量的在轨辨识

振动与冲击 2017年第8期36卷 16-21,33页

作者：兰聪超谭述君吴志刚李文博大连理工大学航空航天学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190

针对大型卫星的挠性附件振动会影响质量特性参数辨识精度和准确性的问题,提出了带挠性附件卫星转动惯量参数在轨辨识的递推算法。基于带挠性附件卫星动力学模型,导出了转动惯量参数辨识的最小二乘描述形式;与挠性附件振动模态估计的卡... 详细信息

针对大型卫星的挠性附件振动会影响质量特性参数辨识精度和准确性的问题,提出了带挠性附件卫星转动惯量参数在轨辨识的递推算法。基于带挠性附件卫星动力学模型,导出了转动惯量参数辨识的最小二乘描述形式;与挠性附件振动模态估计的卡尔曼滤波算法相结合,提出了一种适用于带挠性附件卫星转动惯量参数辨识的并发递推算法。通过仿真算例验证了卫星挠性附件振动对转动惯量参数辨识的影响和文中递推算法的有效性。

关键词：卫星转动惯量参数辨识递推算法挠性附件