2025, 16(5).
摘要:三模冗余设计是高可靠性系统常用的设计方法。在该系统中,互为冗余的模块采用多数表决的方式协作完成系统的关键决策控制。为实现多数表决并避免表决错误,互为冗余的模块需要确保决策结果同步输出,这就需要三模之间保持良好的同步性。良好的同步性能保障三模冗余系统达到设计预期的可靠性,降低系统误决策风险。本文设计的一种基于软件方法实现的三模冗余系统同步设计方法可实现微秒量级的模间同步精度,满足常规三模冗余系统的同步需要。
2025, 16(5).
摘要:针对雷达信号处理带宽不足问题,基于国产高性能CPU设计信号处理平台。首先,基于国产高性能920模组设计硬件板卡并构建硬件测试平台;其次,根据固件、操作系统、中间件和编译软件搭建软件开发环境;接着,利用矢量、信号和图像处理函数库(VSIPL)软件编写规范设计信号处理应用软件;最后,基于雷达波形数据测试信号处理平台处理时效性。结果表明,在处理点数较大时,采用改进VSIPL中间件进行OpenMP多线程信号处理效果较好,可大幅缩减信号处理时间,具有一定的工程应用价值。
2025, 16(5).
摘要:针对目前采用消费级传感器的车载全球导航卫星系统/惯性导航系统(GNSS/INS)组合导航设备定位精度仅为米级,惯性器件测量噪声大导致姿态测量精度低的问题,提出了差分全球导航卫星系统/惯性导航系统(DGNSS/INS)的组合导航算法。为实现车辆的高精度定位定向,利用伪距差分模式提高定位精度,使用光纤惯性测量单元(IMU)提高姿态角测量精度,并通过卡尔曼滤波器实现系统状态方程与量测方程的数据融合。城市环境下进行的静态和跑车试验结果表明所提出算法可实现车辆高精度定位定向。
2025, 16(5).
摘要:本文围绕时钟漂移(简称“钟漂”)对卫星导航接收机定位精度的异常影响展开研究。通过理论分析与实测数据对比,揭示了钟漂通过伪距误差放大机制影响定位结果的机理,指出其在地球同步轨道和倾斜地球同步轨道等高轨卫星系统中的影响尤为显著。文章系统分析了钟漂的时变特性,论证其受到温度变化、晶振老化、环境应力和卫星钟差等多种因素的影响。同时指出,钟漂修正参数配置不当是导致伪距误差增大和定位精度下降的关键因素。通过钟漂建模与修正方法的优化,能够有效提高定位系统的可靠性与精度。
2025, 16(5).
摘要:在航空电子设备故障诊断中,故障特征提取至关重要。针对高特征维数下,基于自适应核函数优化学习的核熵元分析核子空间特征提取算法(SOK-KECA)复杂性较高问题,基于故障特征间一维模糊度概念,依次采用改进的最小冗余最大相关准则和SOK-KECA算法,进一步提出了一种特征粗选择与特征精提取相结合的两阶段特征提取方法。实验结果表明所提方法确实可以提取到更具辨识力的特征,并且所得特征具有显著的角度结构;此外,所提方法对噪声还具有一定的抑制能力。
2025, 16(5).
摘要:根据着陆引导系统输出的方位角、仰角和测距特性以及INS的工作原理与特性,利用着陆引导信息对INS位置信息进行动态误差估计,在着陆引导信息短时中断或数据异常情况下,利用误差参数对INS信息进行修正进而对着陆引导信息进行补充增强,实现连续可用的着陆引导系统的引导能力。
2025, 16(5).
摘要:本文针对低纬度地区电离层干扰对GBAS(地基增强系统)导航性能的影响展开定位精度、完好性和可用性评估。通过在电离层活跃地区(处于低纬度地区的东南亚地区某机场)搭建动态测试平台,结合电离层梯度和闪烁指数S4的实测数据,验证了GBAS系统在电离层异常条件下的导航性能。实验模拟飞机进近过程,在GPS单频、BDS单频GBAS两种模式下,分析电离层干扰对定位精度、完好性及可用性的影响,结果表明,GBAS在低纬度电离层干扰环境下具备可靠的异常卫星修正能力,其定位精度、完好性和可用性均满足国际民航组织和中国民用航空管理局对I类精密进近的要求。
2025, 16(5).
摘要:卫星导航地基增强系统(GBAS)是一种全新的精密进近着陆引导方式,它具备抗干扰能力强、支持多跑道/多方向进近(包括曲线进近)、减少天气影响、提升机场吞吐量和航班准点率的优势。民航导航设备的飞行校验是确保飞行安全的核心环节,通过对设备信号质量、系统功能及技术参数的精准检测,保障导航服务的可靠性和精确性。本文主要介绍了GBAS飞行校验的方法、科目以及校验的内容,并对天津滨海国际机场34L跑道飞行校验进行了详细的分析,飞行校验结果表明,天津滨海国际机场GBAS 满足I类精密进近精度要求。
2025, 16(5).
摘要:自适应调零算法可以对卫星导航干扰信号进行抑制,但该算法不能保证卫星信号相位稳定,无法用于高精度定位,理论上必须使用多波束形成算法。本文研究数字多波束抗干扰算法的简易实现方法,首先经过阵列信号预处理实现指向与辅助通道的正交处理,在通过自适应信号处理方式达到干扰信号的抑制。通过仿真与硬件实现测试,验证所提实现方法的可行性。
2025, 16(5).
摘要:针对卫星导航天线在极端环境下的应用需求,提出了一种融合复合材料与陶瓷微带天线的小型化耐高温抗干扰卫星导航天线设计方案。通过引入石英纤维增强二氧化硅复合材料使天线具备良好的隔热效果,适用于长期温度低于1200°C的工况环境;采用体积小、重量轻、耐高温的陶瓷微带天线单元,满足在高温条件下的信号接收要求。仿真结果表明,该设计满足高超音速飞行器任务的严苛要求。
2025, 16(5).
摘要:随着无线通信技术的快速发展,多用途无线电微系统在军事、航空航天及民用领域的应用日益广泛。随着系统集成度的提高,单位体积内功率不断增大,工作温度急剧上升,直接影响系统功能性能的实现及可靠性,因此无线电微系统的热管理已成为主要研究课题之一。本文首先通过建立三维热仿真模型,分析自然对流和强制对流条件下的温度分布及热阻特性;再创新性的以专用热测试芯片为替代验证方案进行高精度动态热监控及测试;根据具体测试结果,对微系统工艺及热设计提出优化方案。研究结果表明,强制对流可显著降低芯片结温,结壳热阻(Rjc,junction-to-case thermal resistance)和结板热阻(Rjb,junction-to-board thermal resistance)分别为19.103℃/W和6.03℃/W。通过热仿真分析和实验验证,探讨了三维堆叠结构的热管理设计及实现技术,为高集成度多用途无线电微系统的热设计提供了重要参考。
2025, 16(5).
摘要:针对异构多机协同任务分配与航路预估问题,综合考虑任务时间、任务时序、机载性能、航路可飞、航路平滑和多机协同约束,构建异构多机协同任务分配与航路预估模型并对其进行任务切片耦合处理,内嵌连续量子蝗虫优化算法预估航路航程,外设离散量子退火算法协调任务分配,确保协同任务分配与航路预估紧耦,统筹优化多机协同作业成本与收益。仿真结果表明,该方法可伪同步为各机分配合理任务目标及有效航行路线,以最大程度发挥无人机编队协同作业效能。该方法服务于集中式无人机编队控制系统,可为编队协同作出优化指示。
2025, 16(5).
摘要:随着大数据和云计算的发展,人工智能技术在计算机视觉、自然语言处理等领域取得了突破性进展,并逐渐向雷达探测领域渗透。本文首先介绍人工智能的发展历程,探讨传统雷达探测领域面临的挑战以及雷达智能探测技术的研究现状,最后对雷达智能探测技术的发展趋势进行展望。
2025, 16(5):313-317.
摘要:根据着陆引导系统输出的方位角、仰角和测距特性以及惯导的工作原理与特性,利用着陆引导信息对惯导位置信息进行动态误差估计,在着陆引导信息短时中断或数据异常情况下, 利用误差参数对惯导信息进行修正进而对着陆引导信息进行补充增强,实现连续可用的着陆引导系统的引导能力。
2025, 16(5):318-323.
摘要:针对低纬度地区电离层干扰对地基增强系统(GBAS)导航性能的影响展开定位精度、完好性和可用性评估。通过在电离层活跃地区(处于低纬度地区的东南亚地区某机场)搭建动态测试平台,结合电离层梯度和闪烁指数S4的实测数据,验证了GBAS系统在电离层异常条件下的导航性能。实验模拟飞机进近过程,在GPS单频和BDS单频GBAS两种模式下,分析电离层干扰对定位精度、完好性及可用性的影响,结果表明,GBAS在低纬度电离层干扰环境下具备可靠的异常卫星修正能力,其定位精度、完好性和可用性均满足国际民航组织和中国民用航空局对 I类精密进近的要求。
2025, 16(5):324-329.
摘要:针对目前采用消费级传感器的车载全球导航卫星系统/惯性导航系统(GNSS/INS) 组合导航设备定位精度仅为米级,惯性器件测量噪声大导致姿态测量精度低的问题,提出了差分全球导航卫星系统/惯性导航系统(DGNSS/INS)的组合导航算法。为实现车辆的高精度定位定向,利用伪距差分模式提高定位精度,使用光纤惯性测量单元(IMU)提高姿态角测量精度,并通过卡尔曼滤波器实现系统状态方程与量测方程的数据融合。城市环境下进行的静态和跑车试验结果表明所提出算法可实现车辆高精度定位定向。
2025, 16(5):330-337.
摘要:卫星导航地基增强系统(GBAS)是一种全新的精密进近着陆引导方式,它具备抗干扰能力强、支持多跑道/多方向进近(包括曲线进近)、减少天气影响、提升机场吞吐量和航班准点率的优势。民航导航设备的飞行校验是确保飞行安全的核心环节,通过对设备信号质量、系统功能及技术参数的精准检测,保障导航服务的可靠性和精确性。主要介绍了 GBAS 飞行校验的方法、科目以及校验的内容,并对天津滨海国际机场 34L 跑道飞行校验进行了详细的分析,飞行校验结果表明,天津滨海国际机场 GBAS 满足 I 类精密进近精度要求。
2025, 16(5):338-342.
摘要:自适应调零算法可以对卫星导航干扰信号进行抑制,但该算法不能保证卫星信号相位稳定,无法用于高精度定位,理论上必须使用多波束形成算法。研究了数字多波束抗干扰算法的简易实现方法,首先经过阵列信号预处理实现指向与辅助通道的正交处理,再通过自适应信号处理方式达到波束指向与干扰信号的抑制目的。所提方法相比常规方法,更易于实现且所需资源量少。通过算法仿真,验证所提实现方法的性能。
2025, 16(5):343-347.
摘要:围绕时钟漂移(简称“钟漂”)对卫星导航接收机定位精度的异常影响展开研究。 通过理论分析与实测数据对比,揭示了钟漂通过伪距误差放大机制影响定位结果的机理,指出其在地球同步轨道和倾斜地球同步轨道等高轨卫星系统中的影响尤为显著。系统分析了钟漂的时变特性,论证其受到温度变化、晶振老化、环境应力和卫星钟差等多种因素的影响。同时指出,钟漂修正参数配置不当是导致伪距误差增大和定位精度下降的关键因素。通过钟漂建模与修正方法的优化,能够有效提高定位系统的可靠性与精度。
2025, 16(5):348-352.
摘要:针对卫星导航天线在极端环境下的应用需求,提出了一种融合复合材料与陶瓷微带天线的耐高温卫星导航天线设计方案。通过引入石英纤维增强二氧化硅复合材料使天线具备良好的隔热和透波效果;采用体积小、重量轻、耐高温的陶瓷微带天线单元,满足在高温条件下的信号接收要求。试验结果表明,该设计满足高温环境下的卫星导航系统的使用要求。
2025, 16(5):353-362.
摘要:针对异构多无人机协同任务分配与航路预估问题,综合考虑任务时间、任务时序、 机载性能、航路可飞、航路平滑和多机协同约束,构建异构多机协同任务分配与航路预估模型并对其进行任务切片耦合处理,内嵌连续量子蝗虫优化算法预估航路航程,外设离散量子退火算法协调任务分配,确保协同任务分配与航路预估紧耦,统筹优化多机协同作业成本与收益。仿真结果表明,该方法可伪同步地为各机分配合理任务目标及有效航行路线,以最大程度发挥无人机编队协同作业效能。该方法服务于集中式无人机编队控制系统,可为编队协同作出优化指示。
2025, 16(5):363-368.
摘要:随着无线通信系统集成度的不断提高,单位体积内功率不断增大,工作温度急剧上升,直接影响系统功能性能的实现及可靠性,热管理已成为主要研究课题之一。通过建立三维热仿真模型分析自然对流和强制对流条件下的温度分布及热阻特性;再创新性地以专用热测试芯粒为替代验证方案进行高精度动态热监控及测试,并提出热设计优化方案。研究结果表明,强制对流可显著降低芯片结温。通过探讨三维堆叠结构的热管理设计及实现技术,为高集成度多用途无线电微系统的热设计提供了重要参考。
2025, 16(5):369-373.
摘要:随着大数据和云计算的发展,人工智能技术在计算机视觉、自然语言处理等领域取得了突破性进展,并逐渐向雷达探测领域渗透。首先介绍人工智能的发展历程,之后探讨传统雷达探测领域面临的挑战以及雷达智能探测技术的研究现状,最后对雷达智能探测技术的发展趋势进行展望。
2025, 16(5):374-379.
摘要:在航空电子设备故障诊断中,故障特征提取至关重要。针对高特征维数下,基于自适应核函数优化学习的核熵元分析核子空间特征提取算法(SOK-KECA)复杂性较高问题,基于故障特征间一维模糊度概念,依次采用改进的最小冗余最大相关准则和 SOK-KECA 算法,进一步提出了一种特征粗选择与特征精提取相结合的两阶段特征提取方法。实验结果表明所提方法确实可以提取到更具辨识力的特征,并且所得特征具有显著的角度结构;此外,所提方法对噪声还具有一定的抑制能力。
2025, 16(5):380-385.
摘要:针对雷达信号处理带宽不足问题,基于国产高性能 CPU 设计信号处理平台。首先, 基于国产高性能 920 模组设计硬件板卡并构建硬件测试平台;其次,根据固件、操作系统、中间件和编译软件搭建软件开发环境;接着,利用矢量、信号和图像处理函数库(VSIPL)软件编写规范设计信号处理应用软件;最后,基于雷达波形数据测试信号处理平台处理时效性。结果表明, 在处理点数较大时,采用改进 VSIPL 中间件进行 OpenMP 多线程信号处理效果较好,可大幅缩减信号处理时间,具有一定的工程应用价值。
2025, 16(5):386-390.
摘要:三模冗余设计是高可靠性系统常用的设计方法。在该系统中,互为冗余的模块采用多数表决的方式协作完成系统的关键决策控制。为实现多数表决并避免表决错误,互为冗余的模块需要确保决策结果同步输出,这就需要三模之间保持良好的同步性。良好的同步性能保障三模冗余系统达到设计预期的可靠性,降低系统误决策风险。设计的一种基于软件方法实现的三模冗余系统同步设计方法可实现微秒量级的模间同步精度,满足常规三模冗余系统的同步需要。