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信息技术是研究信息获取、传输和处理的技术,由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成。本文从信息获取的方式角度将信息获取分为两个大类,一类是将信息获取的传感器安装在本地,通过对信息源远距离非接触的探测获取对方信息;另一类是将传感器安装在信息源处,通过传感器测量所需要的参数,通过无线方式将信息传到本地的数据服务中心进行深入处理。两种信息获取方式既有共性也有个性,它们对信息的传输都是远距离的,而且是信息的传输是无线路的。但前一种方式是被动的,需要更先进的探测手段和策略,通过多条渠道获得对方的隐藏信息,通常用于敌对情况下,对抗领域中。后一种方式一般用在无线数据采集中,多用在工业领域,用无线解决方案处理无人职守,环境恶劣的情况。空间对抗平台的发展需要对对方机动平台进行探测,信息获取和决策,是研究信息技术的典型实例;而无线信息获取是信息技术发展的趋势,对其研究具有重要的实用价值。两者同出,异名同谓。本文就这两类问题以及所参与的课题中涉及的关键技术进行了深入的研究,并对其中的关键技术问题提出了一些新的思想和方法。主要工作和贡献如下:
1.提出了将三目成像系统应用于空间平台自主导航。由于双目视觉在两幅有视差的图像上进行体视匹配时存在多义性,不能满足空间自主导航的要求。三目成像系统提取目标系统的冗余特征,进行视觉匹配,最后对目标进行三维重建,由此估计目标系统的旋转轴、质心和形心。
2.在总结多种融合思想与方法的基础上,分析比较了状态融合估计的基本算法结构:集中式融合估计和分布式融合估计。归纳出三种典型的分布式融合估计方法:系数加权融合法、无反馈的Kalman融合滤波及有反馈的Kalman融合滤波,并研究这三种融合算法在空间自主导航的应用,是对数据融合理论的一种应用创新。
3.提出从特定时刻平台本身所能到达的空间位置及其在本时间段内运动所能覆盖到的空间区域来定义“机动性能”。针对空间平台定义了轨道的坐标系和时间系统,在此基础上分析平台在协议天球中的运动特性。
4.提出将微分对策和动态博弈的方法用于空间机动平台的相对导航,对空间机动平台的轨道计算进行了分析,找到了从由位置矢量和速度矢量计算轨道要素和由轨道要素计算位置矢量和速度矢量的计算方法。对所提出的方法进行了数学仿真,并对仿真结果进行了详细的分析。
5.针对GPRS网络进行研究。GPRS采用分组交换技术,仅在实际传送和接收数据时才占用无线资源。GPRS网络的数据传输可以通过计算机网络以TCP/IP协议方式传到任何一台网络结点上。GPRS网络和计算机的无缝连接,跨区域特点使得组网方案也有多种,本文研究了五种组网方案,分析了它们各自的特点。根据第一种方案将GPRS无线网络应用于CEMS系统中,详细设计了二氧化硫样本采集子系统、数据处理远程传输子系统及数据管理子系统,该设计是对GPRS网络应用的一种创新和拓展。