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基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 645-653页

作者：李方能梁益丰许江宁吴苗朱兵海军工程大学电气工程学院武汉430033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数... 详细信息

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数平滑法的抗差与适应能力,减小了数据异常干扰对钟差预报性能的影响。与常用的多项式模型、谱分析模型、灰色预测模型及超快速钟差预报产品进行对比分析,结果表明:所提方法适用于不同BDS轨道与类型的卫星钟差预报,取得了良好的预报精度与稳定性,其对BDS卫星钟的6h平均预报精度分别提升了40.3%、31.7%、63.6%和36.6%,预报稳定性分别提升了43.8%、38.9%、65.4%和33.1%。

关键词：北斗卫星导航系统钟差预报鲁棒双参数指数平滑法钟差产品

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基于回归模型的卫星地面系统价格测算方法

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 366-372页

作者：胡蕾孙亮亮周晖朱顺华王继承张威白鑫刚北京跟踪与通信技术研究所北京100094

提出了一种基于回归模型的卫星地面系统价格测算方法,以常用的服务器为例,经过数据收集及预处理形成样本集,作为估算建模的数据基础;筛选合适的配置参数,然后分析并选择一定的数据进行统计回归分析和训练,建立费用估算模型,对模型进行... 详细信息

提出了一种基于回归模型的卫星地面系统价格测算方法,以常用的服务器为例,经过数据收集及预处理形成样本集,作为估算建模的数据基础;筛选合适的配置参数,然后分析并选择一定的数据进行统计回归分析和训练,建立费用估算模型,对模型进行了验证和评估。将此方法应用至其他典型设备,拟合结果与实际价格基本一致,估算误差小于8%。该方法低成本、高效率、高可靠,可用于对卫星地面系统进行价格测算并定量明确费用驱动因子,为卫星地面系统论证阶段的经济分析提供有效支撑。

关键词：卫星地面系统经济性评估价格测算回归模型费用驱动因子

垂直起降重复使用运载火箭总体设计优化方法研究

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载人航天 2024年第2期30卷 197-205页

作者：朱雄峰周城宏雍子豪王一杉崔朋谭胜刘鹰刘阳北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对垂直起降重复使用运载火箭总体设计多约束耦合问题,通过分析箭体构型、动力类型方案及动力布局类型,提出了优选两级单芯级构型、液氧甲烷动力和液氧煤油动力以及优选中小发动机多机并联方案,并优选5、7、9机并联动力布局。采用齐奥... 详细信息

针对垂直起降重复使用运载火箭总体设计多约束耦合问题,通过分析箭体构型、动力类型方案及动力布局类型,提出了优选两级单芯级构型、液氧甲烷动力和液氧煤油动力以及优选中小发动机多机并联方案,并优选5、7、9机并联动力布局。采用齐奥科夫斯基公式,对垂直起降重复使用运载火箭的运载能力进行估算,并以一二级间比为优化变量,进行初步总体优化,得到在不同箭体直径、动力类型和动力布局下的基础运载能力,结合长细比分析得出两级单芯级、奇数台发动机并联的垂直起降重复使用运载火箭总体方案。

关键词：发射运输系统运载火箭液氧煤油液氧甲烷重复使用垂直起降

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通信卫星星箭耦合分析研究进展及建议

航天器环境工程 2024年第1期41卷 18-26页

作者：尹家聪谢伟华周江姜人伟邓明乐李正举中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 北京宇航系统工程研究所北京100076

文章简要回顾国内外星箭耦合分析的基本方法,并以“东方红”系列通信卫星为实例,介绍了中国近年来在星箭耦合分析工作方面取得的一些研究进展,包括卫星有限元模型缩聚的二次缩聚方法、液体晃动对星箭耦合分析结果的影响;对比了国内外依... 详细信息

文章简要回顾国内外星箭耦合分析的基本方法,并以“东方红”系列通信卫星为实例,介绍了中国近年来在星箭耦合分析工作方面取得的一些研究进展,包括卫星有限元模型缩聚的二次缩聚方法、液体晃动对星箭耦合分析结果的影响;对比了国内外依据星箭耦合分析结果制定卫星正弦振动试验下凹条件的应用差异;讨论了星箭耦合分析的准确度、敏感度分析等问题;并对后续的星箭耦合分析工作提出若干研究发展建议。

关键词：通信卫星星箭耦合分析液体晃动正弦振动试验力限控制

高频雷达中射频干扰的RD图表现机理与建模仿真

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1210-1216页

作者：罗忠涛王涛郑园园张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 南京电子技术研究所江苏南京210013

射频干扰对于高频超视距雷达是一大威胁。本文研究射频干扰的距离-多普勒图表现机理和建模方法,分析了射频干扰频域特性与距离-多普勒图表现的关系,讨论了雷达信号处理中的射频干扰信号频谱变化。根据高斯白噪声通过线性滤波器的特性,... 详细信息

射频干扰对于高频超视距雷达是一大威胁。本文研究射频干扰的距离-多普勒图表现机理和建模方法,分析了射频干扰频域特性与距离-多普勒图表现的关系,讨论了雷达信号处理中的射频干扰信号频谱变化。根据高斯白噪声通过线性滤波器的特性,设计滤波器响应函数来产生不同频谱和距离-多普勒图形态的射频干扰。基于以上研究,本文将射频干扰分为单频、窄带和宽带3类,归纳出射频干扰的距离-多普勒图表现机理,并提出了基于卷积的射频干扰新型建模方法。实测数据和仿真表明:本文对射频干扰距离-多普勒图表现机理分析合理,建模方法能很好地模拟多数实测干扰距离-多普勒图形态。

关键词：高频雷达射频干扰距离-多普勒频谱分析建模仿真线性滤波超视距雷达雷达信号处理

可重构智能表面辅助通信系统时变级联信道估计

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通信学报 2024年第1期45卷 119-128页

作者：邵凯鲁奔王光宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065

针对可重构智能表面(RIS)辅助通信系统时变级联信道的估计中需解决的级联信道稀疏表示、时变信道参数跟踪和信号重构等关键问题,提出了一种结合Khatri-Rao积的分层贝叶斯卡尔曼滤波(KR-HBKF)算法。该算法首先利用信道的稀疏特性,通过Kha... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)辅助通信系统时变级联信道的估计中需解决的级联信道稀疏表示、时变信道参数跟踪和信号重构等关键问题,提出了一种结合Khatri-Rao积的分层贝叶斯卡尔曼滤波(KR-HBKF)算法。该算法首先利用信道的稀疏特性,通过Khatri-Rao积和克罗内克积变换得到RIS级联信道的稀疏表示,将RIS级联信道估计问题转化为低维度的稀疏信号恢复问题。然后,根据RIS级联信道的状态演化模型,在HBKF算法的预测模型中引入了时间相关性参数,应用改进的HBKF解决时变信道参数跟踪和信号重构问题,完成时变级联信道的估计。KR-HBKF算法综合利用了信道的稀疏性和时间相关性,能以较小的导频开销获得更好的估计精度。仿真结果表明,与传统压缩感知算法相比,所提算法具有约5 dB的估计性能提升,且在不同的时变信道条件下具有更好的鲁棒性。

关键词：可重构智能表面信道估计贝叶斯压缩感知卡尔曼滤波

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基于BFGS方法的列车速度预测控制研究

铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 522-532页

作者：王玺邢科家王健王芃中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

列车速度控制是轨道交通发展领域的重要基础问题。面向真实列车速度控制应用场景的列车动力学模型及其控制器设计更具挑战性。一方面,传统基于反馈的无模型控制策略存在收敛速度慢、参数要求高、环境变化敏感等问题,目前难以从优化角度... 详细信息

列车速度控制是轨道交通发展领域的重要基础问题。面向真实列车速度控制应用场景的列车动力学模型及其控制器设计更具挑战性。一方面,传统基于反馈的无模型控制策略存在收敛速度慢、参数要求高、环境变化敏感等问题,目前难以从优化角度设计控制器且应对复杂系统的约束。另一方面,传统的列车单质点动力学模型很难解决高速列车运行过程中的非线性特性。针对上述瓶颈,首先对列车各节车厢进行受力分析,且考虑车厢间的安全距离,将相对位置和相对速度作为可变状态构建列车多质点模型。然后采用模型预测控制策略,综合考虑列车速度控制的非线性成本函数,处理列车运行过程中的复杂约束,预测控制系统的未来动态行为。然后,针对列车预测控制中的复杂动态约束非线性优化问题,设计对数障碍函数处理不等式约束,进而从拟牛顿法角度设计一种具有稳定收敛性的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法,完成列车速度的精准跟踪控制。最后,以国内某线站间列车运行数据为例,与其他先进控制方法进行对比实验,以验证所提出的BFGS列车速度预测控制算法的优越性能。实验结果表明,本文所设计的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法能够有效地减小列车速度跟踪误差和位移误差,提升列车速度跟踪精度,有利于保障列车的安全、准点、高效、平稳运行,为轨道交通列车速度控制技术发展提供新思路。

关键词：多质点模型模型预测控制 BFGS 列车速度控制

面向铁路5G-R宽带集群通信的视频传输控制方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2026-2035页

作者：郭强亮李辉闫晓宇蒋志勇中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的... 详细信息

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的视频传输控制模型和方法。首先,按照业务与移动通信网络解耦、信令与数据分离、利于功能扩展的原则,设计提出5G-R宽带集群通信MCVideo系统架构。其次,根据5G-R宽带集群通信视频业务需求和MCVideo标准,抽象建立视频传输控制模型,并探讨模型控制流程和性能评估。然后,针对模型在5G-R下应用时的重点问题,通过用户视频传输权限策略、多路视频接收处理策略、多系统视频传输控制、用户身份标识等,给出铁路特色的视频传输控制关键方法。最后,在5G-R实验室条件下搭建全实物平台和设备进行试验验证。研究结果表明:相比于B-TrunC同源视频组呼、会议视频控制、标准3GPP MCVideo等方法,该模型方法在满足铁路运用需求方面具有显著优势。通过全实物平台验证了所提方法的可行性,能够实现铁路集群调度视频传输控制。在性能方面,所提视频传输控制方法在95%情况下时延为65 ms左右。该方法可在合理使用网络带宽的情况下,实现紧密结合铁路需求、更灵活的视频传输控制,极大地满足了铁路集群和调度通信应用要求,提高了指挥和通信效率。

关键词： 5G-R 宽带集群通信 MCVideo 视频传输控制控制策略

基于改进YOLOv5的船舶多尺度SAR图像检测算法

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数据采集与处理 2024年第1期39卷 120-131页

作者：李生辉李晓飞宋璋晗王必祥南京邮电大学宽带无线通信技术教育部工程研究中心南京210003

针对复杂场景下合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像船舶目标像素尺度差异大和船舶密集排列造成目标漏检的问题,提出一种基于改进YOLOv5的船舶多尺度SAR图像检测算法。对于YOLOv5的颈部网络,采用双向特征金字塔结构(Bi-dir... 详细信息

针对复杂场景下合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像船舶目标像素尺度差异大和船舶密集排列造成目标漏检的问题,提出一种基于改进YOLOv5的船舶多尺度SAR图像检测算法。对于YOLOv5的颈部网络,采用双向特征金字塔结构(Bi-directional feature pyramid network, BiFPN)提升网络多尺度特征融合能力,并在其自下而上的特征融合支路中,基于深度可分离卷积(Depthwise separable convolution, DSC)和通道MLP构建EC-MLP(Enhanced channel-MLP)模块,从而丰富语义信息,提供更充分的船舶目标上下文特征;引入全局注意力机制(Global attention mechanism, GAM),使网络对输入特征进行针对性提取并运算,减少网络的信息丢失;此外,使用SIoU损失函数进一步提高网络的训练收敛速度和检测精度。在SSDD和HRSID数据集上与其他8种方法(Faster R-CNN、Libra R-CNN、FCOS、YOLOv5s、PP-YOLOv2、YOLOX-s、PP-YOLOE-s和YOLOv7-tiny)进行对比实验。实验结果表明:改进后算法在SSDD数据集上的AP50达到了96.7%,在HRSID数据集上AP50达到了95.6%,优于对比方法。

关键词：合成孔径雷达船舶目标检测双向特征金字塔网络深度可分离卷积全局注意力机制