基于FPGA的实时空间碰撞预警系统设计与验证

本文主要探讨了"基于FPGA的空间目标碰撞预警系统"的研究论文，作者褚鹏辉，来自北京航空航天大学能源与动力工程学院，他的研究背景是硕士，专注于FPGA控制类方向。随着人类航天事业的飞速发展，空间碎片问题日益严重，这些碎片与在轨航天器的碰撞事故已经成为一个重大的安全威胁。为了有效应对这一挑战，作者提出了构建空间目标碰撞预警系统的需求。 论文的核心部分采用了现场可编程门阵列（FPGA）技术中的内容寻址存储器（CAM）IP核和MicroBlaze软核控制器。FPGA作为一种灵活的硬件平台，允许在硬件级别实现复杂算法，而CAM则因其高速查找特性，被用于快速定位和筛选可能构成危险的空间目标。MicroBlaze软核控制器则提供了高级处理能力，使得软件和硬件的协同工作更为高效。 在研究过程中，作者设计了一套空间危险目标筛选算法，该算法结合了FPGA的硬件加速和软件控制的优势。通过在搭建的原理验证平台上实现并运行这个算法，作者验证了其在实际应用中的有效性，成功地实现了危险目标的准确筛选功能。这不仅对于防止航天器遭受碰撞事故具有重要意义，也展示了FPGA技术在航天领域的潜在应用价值。 关键词包括：现场可编程门阵列（FPGA）、内容寻址存储器（CAM）、空间目标、碰撞预警，以及其在TP33类别中的具体应用。这篇论文为解决空间碎片问题提供了一种创新的解决方案，对于推动航天安全技术的发展具有理论和实践意义。