院士观点

• ComAI:通信与智能深度融合新范式

  张平;马楠;许晓东;董辰;秦晓琦;

  通信与智能融合(Communication and Artificial Intelligence, ComAI)作为通信与智能深度融合的新范式，正成为突破传统通信瓶颈、重构网络生态的核心引擎。系统探讨了ComAI的战略定位、理论框架与关键技术，提出以语义信息论为基础的新型通信范式，通过语义熵、语义互信息等理论创新突破香农极限，构建了语义基(Semantic base, Seb)物理模型、语义知识库(Semantic Knowledge Base, SKB)、模分多址(Model Division Multiple Access, MDMA)等技术体系。ComAI通过内生智能、语义驱动和多维融合特征，赋能6G典型场景，实现通信效率、网络智能化和多智能体协同的飞跃。尽管面临理论度量、产业协同、信息安全等挑战，ComAI仍将推动通信系统从“连接万物”迈向“赋能万物”,为未来通信系统的发展提供关键路径。

  2025年07期 v.55;No.434 1367-1375页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]
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专题:新一代PNT技术

• 新一代PNT技术导读

  王磊 ;张宝成 ;周锋 ;杨飞;

  <正>~~

  2025年07期 v.55;No.434 1376-1377页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
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• 基于载波相位预测残差的LEO卫星轨道机动探测与处理方法

  李佩如;王磊;

  轨道机动是维持低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星正常运营管理的一项关键技术。由于LEO卫星机动定时信息难以完全准确获取，轨道机动会对卫星精密定轨(Precise Orbit Determination, POD)产生影响，为了保证机动期间卫星轨道信息的准确性，需对轨道机动进行有效探测和处理。针对LEO卫星机动探测主要基于两行轨道根数(Two-Line Element, TLE)数据，TLE数据质量不稳定且时间跨度长，提出了一种基于载波相位预测残差的机动探测方法。通过分析重力恢复与气候实验(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)卫星星载实测数据证明，该机动探测方法可以有效探测LEO卫星轨道机动，探测时延仅在30 s内。采用方差膨胀法对机动进行处理后，定轨残差表明，机动处理后的轨道与观测值具有较好的一致性，定轨残差精度提升约58.3%;与JPL精密轨道作差，径向(Radial, R)、切向(Tangential, T)、法向(Normal, N)轨道精度分别提升61.3%、57.8%、67.3%。

  2025年07期 v.55;No.434 1378-1383页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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• Multi-GNSS广播星历长期误差精度评估

  杨红雷;蔚保国;易卿武;李耸;田耀召;徐天河;

  基于多系统全球卫星导航系统(Multiple Global Navigation Satellite System, Multi-GNSS)广播星历在导航应用中发挥的重要作用，以山大威海站(ShanDaWeiHai Station, SDWH)为实例，对比分析了该站自2022年7月建站常态化运行至2024年2月期间所采集的四系统广播星历长期轨道和钟差误差。结果显示，美国的GPS卫星在迹向、法向和径向(Along Cross and Radial, ACR)上的广播轨道误差整体统计精度为91、52.5、16.7 cm,与之对应的俄罗斯GLONASS卫星为217.1、117.2、46.2 cm,欧盟的Galileo卫星为23.5、19.3、11.2 cm,以及北斗地球同步轨道(Geostationary Orbit, GEO)卫星为155.7、776.4、66.4 cm、倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous Orbit, IGSO)卫星为84.1、113.5、36.6 cm和中地球轨道(Medium Earth Orbit, MEO)卫星为43.4、36.5、12.2 cm。GPS/GLONASS/Galileo卫星广播钟差误差整体系统性偏差为0、-1.3、-0.6 ns,对应的标准差为1.2、4.1、0.5 ns;北斗卫星广播钟差误差统计情况最为复杂，北斗GEO、IGSO和MEO卫星广播钟差误差整体均值分别为-12.8、16.9、-12.6 ns,对应的整体标准差分别为59、4.7、5.7 ns。针对C45/C46/C59/C60统计值离群特性，从其误差原始散点序列方面分析了引起这4颗卫星误差及特性的相关影响机制。

  2025年07期 v.55;No.434 1384-1393页 [查看摘要][在线阅读][下载 4399K]
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• 顾及道路信息的GNSS阴影匹配定位方法

  于一迪;章浙涛;

  随着多频多模技术的快速发展，全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)已成为支持各类基于位置应用的主要定位手段。然而，在复杂的城市峡谷环境下，卫星信号被建筑物反射、衍射甚至遮挡，导致GNSS的定位性能严重下降，难以满足高精度和高实时性的应用需求。近年来，传统阴影匹配方法虽然特别适用于城市峡谷环境，但效率偏低，且定位精度提升不稳定。针对以上问题，提出了顾及道路信息的阴影匹配方法，通过道路信息对搜索区域和候选点进行筛选，充分利用三维建筑模型对卫星信号进行打分，确定最优位置。为了评估所提方法的性能，在城市峡谷区域进行了实验。实验结果表明，在适用场景下，所提方法在2 m网格分辨率下整体定位精度达到2.59 m,显著优于GNSS方法的23.80 m和传统阴影匹配方法的5.47 m,且与1 m和3 m网格分辨率下的定位精度相当。与传统阴影匹配方法相比，所提方法的处理效率平均提升了39.55%,可为改善城市峡谷环境中的GNSS应用提供参考。

  2025年07期 v.55;No.434 1394-1403页 [查看摘要][在线阅读][下载 2638K]
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• INS辅助的车载GNSS单频周跳探测

  严悦;申丽丽;曹君;

  在城市车载动态环境中，载波相位观测值易发生周跳，影响整周模糊度的固定，从而导致全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)定位精度降低。为解决这一问题，提出一种基于GNSS/惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)/非完整性约束(Non-Holonomic Constraint, NHC)/轮速计(Odometer, ODO)组合导航系统的INS辅助周跳探测方法。该方法考虑了GNSS和INS误差源综合影响的估算和修正，构造了INS辅助的卫星历元双差单频周跳探测检测量。在实际路测数据的基础上，设计了INS辅助的周跳探测实验。针对模糊度固定连续成功和失败的场景，分析了GNSS误差源和INS误差源对周跳检测量的影响。实验结果表明，该方法能探测出±1周的小周跳，在模糊度固定连续失败的一定时间内也能实现周跳的有效探测。

  2025年07期 v.55;No.434 1404-1411页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K]
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• 群体智能驱动的GNSS模糊度可靠检验阈值计算方法

  马立烨;蔚保国;易卿武;李隽;邓志鑫;贾浩男;

  针对全域复杂环境下全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)整周模糊度的准确可靠固定问题，基于规模化数据集群中GNSS观测同构近质的数据特征，提出了一种群体智能驱动的模糊度可靠检验阈值自适应计算方法，给出了重用模型和调整模型的迁移学习思路，基于实测动态车载样本数据集构建了R-Ratio检验阈值的拟合模型。采用城市复杂环境下的5组实测车载数据进行了测试验证，结果表明，相比于传统固定阈值，新构建的R-Ratio阈值模型在模糊度固定成功率和定位精度上均获得了明显提升，成功率提升最大可达30个百分点，三维定位误差小于0.1 m的比例提升了10～30个百分点。

  2025年07期 v.55;No.434 1412-1421页 [查看摘要][在线阅读][下载 2941K]
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信号与信息处理

• 一种适用于资源受限平台的语义无线图像传输方法

  黄军韬;赵响;香晏;

  作为实现语义无线通信的关键技术之一，端到端联合源信道编码(Joint Source-Channel Coding, JSCC)取得了显著进展。JSCC严重依赖于深度学习模型，这些复杂的神经网络训练通常需要大量的计算资源，对于资源受限的平台，如移动或嵌入式设备，提出了重大挑战。通过介绍一种轻量级的语义无线图像传输方法——MobileJSCC,旨在显著降低计算复杂度，同时不降低通信质量，便于在移动或嵌入式系统上部署。实验验证了MobileJSCC在各种图像分辨率、信噪比和信道条件下，实现了与先进的JSCC方法相当的图像恢复性能，大大减少了网络模型所需的计算量和参数。

  2025年07期 v.55;No.434 1422-1430页 [查看摘要][在线阅读][下载 2304K]
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• 无线电频谱占用度测量及信号检测方法

  张婕;杨晶晶;黄铭;董城愿;

  无线电频率占用度是表征无线电频谱真实占用状况的主要指标。针对目前国家规范测量无线电频率占用度以及频率占用度与无线信道状态关联研究存在的问题，建立了无线电信号发射与频谱接收系统，研究了无线电频率占用度测量方法与信道噪声模型的关系。实验结果表明，如果信道是高斯噪声信道，可采用国标法进行频率占用度测量；如果信道是非高斯噪声信道，采用5西格玛原则统计频率占用度更好。采用机器学习方法研究了无线信道占用状况，结果表明，信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)大于15 dB时，基于信号频谱分类模型的5类无线电信号的分类准确率可达到99%以上；在低SNR和非高斯噪声信道下如何进一步提高无线电信号的分类准确率是一个挑战。

  2025年07期 v.55;No.434 1431-1439页 [查看摘要][在线阅读][下载 2542K]
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• 基于改进YOLOv10的白酒瓶盖缺陷检测算法

  吴佳坤;卿粼波;谢建斌;郑建国;李益;

  针对白酒生产过程中的瓶盖缺陷问题，YOLO系列最新产品YOLOv10因其高效的性能与准确性而出众。瓶盖缺陷存在大小不定、局部特征较多、样本不均衡等问题，YOLOv10在应用于瓶盖缺陷检测时存在不足，提出一种基于改进YOLOv10的白酒瓶盖缺陷检测算法Improved-YOLOv10。引入Slide Loss损失函数消除瓶盖数据集正负样本不均衡问题；使用可变形卷积增强C2f模块，缓解不同缺陷几何对卷积带来的影响；引入LSKA(Large-Separable-Kernel-Attention)模块提高模型的计算效率及内存使用；替换主干网络的部分自注意力(Partial Self-Attention, PSA)机制为卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module, CBAM),提高了模型对局部特征的捕获；引入CARAFE(Content-Aware ReAssembly of Features)上采样模块获得了精度的提升。实验结果表明，相较于YOLOv10原始模型，所提模型浮点计算量减少9%,平均精度均值提高了3.1%,达到了76.8%,有效提高了瓶盖缺陷检测的精度。

  2025年07期 v.55;No.434 1440-1447页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
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• 基于改进YOLOv8的变电站设备缺陷检测算法

  吴正平;杨俊;刘含;

  为解决现有变电站设备缺陷检测算法在复杂背景下存在的主干网络特征提取能力不足，以及在面对尺度不一、形状多样的目标时，从颈部到检测头的输入特征的表达能力弱，导致模型检测精度下降、错检和漏检严重的问题，提出了一种基于改进YOLOv8的变电站设备缺陷检测算法。在主干网络部分设计了跨分支特征融合(Cross-Branch Feature Fusion, CBFF)模块，通过多分支特征提取与融合策略，增强网络的特征提取能力，CBFF模块内集成了基于双卷积结构的感受野注意力特征提取(Receptive-field Attention Feature Extraction, RAFE)子模块，其核心为引入感受野注意力卷积(Receptive-field Attention Convolution, RFAConv)和卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module, CBAM)改进后得到的感受野卷积注意力(Receptive-field Convolutional Block Attention Module Convolution, RFCBAMConv)模块；在颈部网络中采用多尺度卷积与多维协作注意力(Multidimensional Collaborative Attention, MCA)机制，重构颈部不同检测层前的跨阶段高效双卷积瓶颈(Faster Implementation of Cross Stage Partial Bottleneck with 2 Convolutions, C2f)模块，增强模型对多尺度目标的辨识能力。实验结果表明，相较于YOLOv8s基准模型，改进后的算法在精度(Precision, P)、召回率(Recall, R)、mAP@0.5、mAP@0.5:0.95上，分别提升了1.4%、3.2%、3.7%、2.2%,参数量减少了0.6 M。在与目前主流的9种目标检测算法的对比中，所提算法的综合性能最优，进一步验证了其在变电站设备缺陷检测中的优势。

  2025年07期 v.55;No.434 1448-1459页 [查看摘要][在线阅读][下载 2965K]
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电磁场与微波

• 基于近场聚焦原理的双层全金属惠更斯超表面透镜天线

  苏东平;肖辉;

  提出了一款工作在5.8 GHz的近场聚焦双层全金属惠更斯超表面透镜天线。惠更斯单元设计依照电偶极子和磁偶极子空间正交设计思想，由一对反对称多槽单元构成，使用金属柱和介质基板，可实现360°相位控制和高传输幅度(-2 dB)。为了验证设计方案的正确性，用激光雕刻技术制造了18×18的超表面原型。仿真和实验结果表明，该双层全金属设计具有小焦斑尺寸，焦深为28.9 cm,焦宽仅为6.1 cm(1.2λ),相比同尺寸远场透射阵列，聚焦效果显著。该天线辐射效率高达94%,能够承受高功率馈源辐照输入，兼具低成本、低剖面和高可靠性等优点，可广泛应用于极端环境下的大功率微波无线能量传输(Microwave Power Transmission, MPT)、射频识别、电磁成像及生物医疗等领域。

  2025年07期 v.55;No.434 1460-1469页 [查看摘要][在线阅读][下载 2861K]
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• 基于SVM和特征值差分的RFI信源估计

  黄书豪;杜思远;王嘉豪;赵锋;李惠媛;

  针对综合孔径微波辐射计射频干扰(Radio Frequency Interference, RFI)定位与抑制中缺乏科学简便信源估计方法的问题，提出一种基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)与特征值差分的RFI信源估计方法。通过模拟综合孔径成像中的吉布斯振荡现象，分别构建无干扰及不同干扰源数量的相关矩阵；采用矩阵分解获取特征值序列，计算特征值的二阶差分作为特征向量；基于多分类SVM构建干扰源数量识别模型，分别对T型、Y型和U型阵列进行仿真实验；通过对比传统信源估计方法与新方法在不同干扰数量、阵元配置及场景下的均方根误差(Root Mean Squared Error, RMSE),验证了方法的有效性；利用C波段7阵元实测数据(含强干扰及水陆交界弱干扰)验证了方法的有效性。仿真实验表明，所提方法在T/Y/U型阵列中的RMSE较传统方法在不同应用场景下都有提升。实测数据验证显示，训练后的SVM模型对强干扰和弱干扰场景都可以有效识别。所提出的SVM-特征值差分方法能准确识别综合孔径微波辐射计的RFI信源数量，性能明显优于传统方法，为复杂场景下的RFI抑制提供了新的技术途径。

  2025年07期 v.55;No.434 1470-1476页 [查看摘要][在线阅读][下载 2204K]
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• 基于目标跟踪优先的雷达通信一体化资源分配算法研究

  梁恒浩;杨成;曹志亮;荆华;

  研究了雷达通信一体化资源分配问题，提出了一种基于卡尔曼滤波目标跟踪算法的雷达通信一体化资源分配架构，将雷达通信系统的资源划分为目标跟踪、搜索探测和通信三部分。所提方法以应用场景对目标跟踪精度阈值作为输入，动态计算每个目标的跟踪误差，基于目标跟踪优先运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)计算确定目标跟踪、搜索探测和通信3项评估指标资源分配的权重；在权重计算方法的基础上构建效能评估模型，以最大化雷达通信效能为准则，选择最佳的资源分配方案。经过仿真计算分析，所提方法能够满足应用场景对目标跟踪精度需求，具有良好的合理性和可行性，适合在实际工程中应用。

  2025年07期 v.55;No.434 1477-1483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1229K]
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• 海上风电场对电磁环境及雷达系统的影响

  尚伟;李耿;陈旸;

  随着海上风电项目的大规模建设，海上风电场对周边电磁环境的影响日益凸显。针对海上风电场对电磁环境的影响因素，概括梳理了各影响因素的现有分析方法及影响结果，在此基础上进一步分析总结了海上风电场对有源雷达系统探测性能的潜在影响。研究结果表明，海上风电场的存在可能会对周边有源雷达系统产生显著影响。

  2025年07期 v.55;No.434 1484-1489页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
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工程与应用

• 基于熵权法的GPS卫星钟差组合预报方法

  杨朝攀;于烨;贾维敏;金国栋;李义红;金伟;赵建伟;

  为了提高卫星钟差预报的精度和稳定度，提出了一种基于熵权法的卫星钟差组合预报方法，采用二次多项式(Quadratic Polynomial, QP)模型和灰色模型(Grey Model, GM)对卫星钟差进行单一预报，生成2组预报结果；通过计算2组预报结果的误差信息熵，确定各模型的最优权重，基于该权重对2种模型的预报结果进行优化融合，以得到卫星钟差的高精度预报结果。采用武汉大学全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)分析中心发布的精密卫星钟差产品，随机选取了6颗不同类型的GPS卫星钟差进行预报实验。实验结果表明，所提方法相比于单一预报模型，预报精度和稳定度均得到显著提升，其6 h平均预报精度和稳定度分别为0.31 ns和0.69 ns,与一次多项式(Linear Polynomial, LP)模型、QP模型、GM和卡尔曼滤波(Kalman Filter, KF)模型相比，平均预报精度和稳定度分别提高了46.55%、47.50%、62.70%、66.30%和34.91%、42.50%、54.00%、60.57%。

  2025年07期 v.55;No.434 1490-1497页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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• SecSim:一种基于区块链的仿真模型交换平台架构

  钱滨冰;马榕;王伟;唐朝;牛炯;

  为了解决因仿真模型在实际使用过程中缺少可信的第三方，攻击者能够随意进行复制盗用的问题，SecSim系统采用区块链、硬件指纹等方式来实现仿真模型的交换。SecSim利用区块链去中心化、不可篡改、可审计、可溯源的特点，实现用户的权限控制和记录运行信息。通过使用TCCert授权机制来完成对模型使用的授权，通过设备的硬件指纹将授权模型与机器进行绑定。SecSim将鉴权认证模块内嵌到平台模型的编码中，从而防止盗用者绕过鉴权。SecSim通过上述设计，保证了模型运行需先通过鉴权，确保运行机器已被正确授权。设计的节点授权管控合约实验和紧耦合鉴权实验证明了上述设计的正确性，同时在数据上链并发性能实验中，SecSim系统的每秒处理的消息数(Transaction Per Second, TPS)能够达到14 000左右，仅有少量交易丢失，无共识失败的情况。在各个压力下，SecSim系统延迟均保持在10～16 ms,较为稳定。SecSim具有较低的性能开销，能够实现仿真模型的安全交换，解决了仿真模型使用过程中的安全性问题。

  2025年07期 v.55;No.434 1498-1507页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
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• 融合RSSI和改进蜣螂优化的加强DV-Hop定位算法

  周培豫;

  针对基于非测距的距离矢量跳(Distance Vector-Hop, DV-Hop)定位算法的定位性能较为劣势的问题，提出一种利用接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator, RSSI)优化节点间最小跳数、改进的蜣螂优化(Dung Beetle Optimization, DBO)算法优化未知节点坐标的改进算法。通过RSSI对数损耗模型细分节点间的最小跳数值，采用平均每跳距离误差加权方法优化平均跳距，加入哈默斯利(Hammersley)序列采样和螺旋更新策略等增强蜣螂的全局寻优能力，优化求解出未知节点位置。仿真实验表明，在同等的仿真环境中，改进的算法相较于基本DV-Hop算法以及文中对比算法，具有更高的定位精度。

  2025年07期 v.55;No.434 1508-1514页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K]
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• 面向电网火点监测的空天地协同网络化感知技术展望

  朱厦;韩莹;刘琦;姚雅轩;彭木根;

  电网作为国家能源供应的基础设施，其安全性和稳定性至关重要，电网火点监测需求日益增加。在大数据与人工智能技术高速发展的背景下，为实现大范围、精细和实时火点监测与响应，亟需融合使用空天地多种火点监测技术，通过空天地一体化的协同网络感知火情。通过回顾国内外空地领域火点监测技术和空天地一体化网络的发展历程，探讨了面向电网火点监测的空天地协同网络化技术中的关键技术，包括低轨卫星技术、多模态图像融合技术以及火点监测技术。针对技术挑战提出了未来的发展方向，包括基于人工智能的智能分析算法的优化、高效数据处理框架的构建以及系统在复杂环境下的适应能力的增强。为电网火点监测提供了可行的技术路径，助力我国面向电网火点监测的空天协同网络化感知技术的相关研究。

  2025年07期 v.55;No.434 1515-1525页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]
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• 基于组合赋权WRSR的磁浮系统安全风险评估

  曾璐;甘子荣;彭东良;江子璇;王昌友;

  由于磁浮系统安全风险评估指标内容不够全面、指标赋权方法单一、评估结果缺乏科学合理分档排序等问题，导致评估结果准确性不足，难以有效改善磁浮系统的安全水平。结合信度检验和因子分析法效度检验，从应急响应、环境、基础设施、列车行驶、人员5个方面构建全面有效多层次的评估指标内容。通过模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)、优序图法以及CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)法进行组合赋权计算指标权重，改善指标权重单一偏向性问题，从而提升评估结果准确性。基于组合赋权加权秩和比法(Weighted Rank Sum Ratio, WRSR)的磁浮系统安全评估模型，对评估结果科学合理地分档排序，以热力图的方式将评估结果可视化。以江西兴国“红轨”磁浮线和上海磁浮示范线为例，评估结果均为中低风险，通过欧式距离法检验评估结果一致性，验证评估方法的有效性和合理性；通过与传统评估模型对比，验证评估方法的创新性。结果表明，所提评估模型能够准确反映磁浮系统的安全风险程度，为提高磁浮系统安全水平提供了一定参考。

  2025年07期 v.55;No.434 1526-1538页 [查看摘要][在线阅读][下载 2320K]
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• 高密度任务下测运控装备故障在线监测诊断技术研究

  卢栋;廖伟;李睿;侯祥森;

  当前航天测运控装备承担的任务量日益增加，针对高密度任务状态下测运控装备故障检修及诊断需求，分析了高密度任务状态演变趋势，通过威布尔分布模型分析了设备故障率变化规律；指出了传统检修测试方法的不足，提出了将企业设备管理理念应用于高密度任务下测运控装备的检修测试；通过对在线监控系统、健康管理系统、自动化测试系统的组成、功能、主要技术特点、运行方式等的详细论述，检验了这些系统在设备检修测试中的应用效果。实践证明，在线监控、健康管理、自动化测试等技术可以提高设备检修维护效率，提高任务间隙利用率，为兼顾繁重任务和设备检修测试提供了方法。

  2025年07期 v.55;No.434 1539-1546页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K]
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