航天测控对抗在未来战争中的应用

航天测控系统在未来战争中具有极其重要的作用。针对未来战争需求，提出了航天测控对抗的概念，分析了航天测控对抗的能力，探讨了实现航天测控对抗的手段。     

航天测控通信技术发展态势与展望

航天测控通信系统是航天工程和空间基础设施的重要组成部分。为了探讨航天测控通信技术的发展，介绍了当今航天测控通信系统的总体性能和存在的问题，给出了国内外航天测控通信系统的发展态势，展望了未来一段时间航天测控通信技术的发展方向。     

航天测控单脉冲跟踪系统干扰分析

针对航天测控单脉冲跟踪系统的抗干扰问题,通过对雷达系统单脉冲对抗技术分析,从信号形式、测控体制、天线与目标运动特性、任务实施以及地面跟踪站布署等方面讨论了航天测控单脉冲系统对抗特点,分析了可能的干扰平台,给出了干扰强度估算公式和扩频体制下有效干扰的约束条件,就交叉眼干扰、AGC干扰和延迟转发干扰对航天测控单脉冲跟踪系统的影响进行了探讨,为航天测控单脉冲系统对抗问题构建了基本的研究框架。     

深空测控体系结构与技术发展

深空探测是国家综合实力的象征,集中体现了航天领域的发展方向和高精尖技术。 测控通信系统是深空探测器信息保障的核心,如何适应深空飞行平台的应用是航天测控发展 的重要课题。辨析了深空测控的一些基本概念,分析了其特点和需求,总结了深空测控的体 系结构、标准化建设方面的进展,提出了未来20年深空测控应重点发展的方向。     

航天测控技术的过去,现在和未来

本文综述了航天测控体制的三个发展阶段－分离测控系统阶段、统一载波测控系统阶段、天基测控系统（ＴＤＲＳＳ和全球定位系统（ＧＰＳ））的阶段。并对近代测控系统的新应用进行了介绍，如载人航天、小卫星测控、巡航导弹测控以及深空跟踪测控。最后概述了航天测控的发展方向。     

统一扩频测控体制的初步探讨

分析了我国航天测控面临的新问题、新要求和现行航天测控体制的局限性，对新的统一伪码扩频测控体制进行了初步的描述和设计。     

天地一体化测控网中的随遇接入测控方法

为应对未来航天测控资源不足以及规划调度复杂度高的情况，基于我国当前测控网建设现状和天地一体化航天测控网建设需求构建了基本框架；借鉴地面蜂窝移动通信系统随机接入机制，设计了以随遇接入测控技术为核心的新型测控模式，介绍了其基本思路，给出了新形态下测控实施流程实例，设计了随遇接入测控协议栈体系，并对随遇接入技术用于天地一体化测控网方案中涉及的航天器接入最优化选择策略、全景（空域）多波束多目标同时测控技术研究等关键技术进行了探讨，供后续相关研究参考。     

航天测控数传一体化系统健康管理系统设计

随着在轨航天器爆发式增长，航天测控数传任务越来越密集，同时航天测控数传一体化系统的复杂度越来越高，传统的故障诊断和周期性维护已经无法满足装备使用要求。根据航天测控数传一体化系统的特点对健康管理系统的架构及组成进行了研究，重点分析了关键设备的传感器设计、基于层次分析法和D-S证据合成法相结合的系统健康评估方法以及基于循环神经网络等机器学习算法的故障预测方法。应用健康管理系统，可有效提高航天测控数传任务的可靠性，减少设备的故障概率，降低维修成本。     

一种数字式高精度测速应答机设计

针对航天测控对应答机高精度、小型化、高可靠性的需求，采用基于大容量现场可编程门阵列平台的全数字模式，并结合直接数字频率合成器、相参转发技术，设计并研制了三通道全相参转发体制的应答机。测试结果表明，较传统应答机，该应答机结构尺寸压缩了40%以上，测速精度提升了2倍左右，达到了mm/s级。该研究成果已应用于后续型号高精度测控系统建设中，具有良好的推广应用价值。     

脉冲超宽带技术在航天测控系统中的应用

针对当前航天测控系统安全性不足的问题,将脉冲超宽带技术应用于航天测控系统中,构建了一种新的脉冲超宽带测控体制。建立了基本的脉冲超宽带测控信号模型,对脉冲超宽带测控系统的性能和传输链路进行了分析。给出了脉冲超宽带测控系统结构框图,介绍了系统工作过程。针对并行信号捕获方法资源消耗大的不足,提出了两步并行捕获方法。分析表明,脉冲超宽带技术可用于航天测控系统中,完成测距测速和数据传输任务。脉冲超宽带测控系统可有效提高测控系统的隐蔽性和抗干扰能力,同时提高测距精度。在信号捕获方面,与并行捕获方法相比,两步并行捕获方法的硬件资源消耗得到大大降低,同时还可保证较快的捕获速度,但会产生一定的信噪比损失。     

采用压缩感知的标准测控信号处理

针对测控通信信号接收端存在数据大量冗余的问题,利用标准测控信号在频域上的稀疏性,采用压缩感知的理论进行前期处理。分别考虑了只存在测距音、只存在遥测信号和两类信号都存在等三种条件下的信号处理问题。通过改变稀疏度的大小,可以在不影响解调性能的条件下,大幅度降低接收端所需要的采样率,并且达到消除系统中不需要的谐波的目的。仿真验证了方法的有效性,同时说明利用压缩感知技术,将为测控通信系统的射频直接采样和处理提供一种高效的方式。     

采用压缩感知的直扩测控信号处理

鉴于扩频测控系统宽带化带来的高速采样压力和高数据率问题,研究了基于压缩感知的直扩测控信号处理方法。通过深入分析直扩测控信号稀疏性,构造了延时-多普勒基字典,提出了基于压缩感知直扩测控信号处理框架,并针对直扩测控信号特点给出了改进正交匹配追踪重构算法,最后针对该信号处理方法的可行性和性能分别进行了仿真实验。仿真结果不仅验证了方法的可行性,同时表明可以在不影响解调性能条件下大幅度降低采样率或数据率,并具有一定的降噪效果,这将为直扩测控通信系统提供一种高效的模数转换和同步解调处理方式。     

云环境下的航天测控信号处理平台

当今世界已进入大数据和云计算时代，引发包括航天测控领域在内的各行业进行工作模式和思维方式的变革。提出了一种用于航天测控站的全站计算环境（TSCE），为整个测控站提供统一的通用计算环境，具有成本低、软件化、综合化、可伸缩、可靠性高等优点。从逻辑视图、物理视图和功能视图三个角度对TSCE的体系结构进行了描述。研究表明，现有实时流计算系统不适用于航天测控信号处理，因此，提出一种层次化并行处理框架（HPPF），可通过调整HPPF的信号块长度和支路数目两个参数，使之满足实时性要求。     

一种应用于深空通信的微弱信号捕获算法

针对低信噪比、高动态条件下深空测控通信信号捕获概率低以及复杂度较高的问题,首先分析了深空测控通信信号捕获的难点以及信号循环平稳特性,然后在此基础上提出了一种基于循环相关的新算法。计算机仿真结果证明新算法捕获门限达24 dBHz,适应频率动态达800 Hz/s;新算法较传统的捕获算法,在相同门限条件下的频率动态适应范围提升了约两个数量级。该方法已被应用于我国第一个深空测控站的建设,工作性能稳定可靠,有效地解决了低信噪比下深空站抑制载波信号的捕获问题。     

航天测控网测量体制的改进探讨

从航天测量系统和数据处理技术着手，探讨了对我国S频段航天测控网的外测系统进行改进的技术途径，提出了在测量体制上的几种改进措施，给出了相应的观测方程，并分析了它们的优越性。     

高动态临近空间飞行器海上组网测控方案设计

为解决高动态临近空间飞行器海上测控对测量船数量需求较多、现有船队规模无法满足的难题,在分析测控需求特点的基础上,提出了一种基于测量船与临近空间飞艇组网测控的新模式。结合近中程、远程飞行试验分别进行了测控总体方案设计,并讨论了海上组网测控需要研究的关键技术。相关研究对我国后续开展高动态临近空间飞行器海上测控系统建设具有一定的参考价值。     

一种组合调制的脉冲超宽带测控信号

将脉冲超宽带（IR-UWB）信号应用于航天测控领域，能够有效提高当前航天测控系统的隐蔽性、抗干扰性和测量性能，具有重要的现实意义。将DS-PAM（Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation）调制、TH-PPM（Time Hopping-Pulse Position Modulation）调制的信号和PSM（Pulse Shape Modulation）调制技术组合起来，可构成一种新的组合调制的脉冲超宽带信号，即DS-PAM-TH-PPM-PSM-UWB（Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation-Time Hopping-Pulse Position Modulation- Pulse Shape Modulation-Ultra Wideband）信号。利用对数正态阴影模型分析其传输性能，在单频干扰信号条件下分析其抗干扰性能，利用模糊函数分析其测量性能。仿真结果表明，相比于传统的DS-PAM-UWB信号和TH-PPM-UWB信号，该组合信号具有良好的传输性能、抗干扰性能和测量性能，为脉冲超宽带信号应用于航天测控领域提供了更多的选择。     

Ka频段大口径天线阵系统及关键技术

地基直接深空测控通信/深空探测难题均在于长达数亿公里的超远距离带来的巨大传输损耗。提出了基于Ka频段分布式大口径天线阵的地基直接测控通信/深空探测设想,探讨了其应用模式及工作机理,对其中共同的关键技术Ka频段上行超大功率空间合成给出了解决措施,具体包括设备自身的ps量级时延稳定性设计、对流层延迟ps量级实时修正、空间传输距离的ps量级预测等。