基于FPGA的GPS中频信号跟踪相关器设计与实现

文章分析了GPS基带信号处理跟踪环路中相关器的工作原理及特点,提出一种基于现场可编程门阵列（FP-GA）的GPS相关器结构。采取模块化设计思想,设计了载波产生器、CA码产生器、码-载波乘法器和积分累加器,并对相关器进行仿真分析。仿真结果表明,该数字相关器能在一定噪声背景下解调出信号。该数字相关器可与微处理器配合,对数据进行并行处理,提高运行速度。     

基于锁相解调的硅微谐振陀螺检测电路研究

给出一种硅微谐振式陀螺仪的结构，分析双端音叉谐振器（DETF）振动稳态信号的特性，研究其频谱分布。当调制系数β≤1时，可从稳态振动信号ωr0＋ωnr频率分量中提取被测信号信息。设计一种基于锁相（PLL）解调的硅微谐振陀螺检测电路方案，分析其解调原理，并利用Matlab进行仿真，结果验证了方案的可行性。     

干涉型光纤水听器3×3反正切解调方法

光纤水听器具有体积小、灵敏度高、传输损耗低、抗电磁干扰能力强等优点,这些优点极大地促进了其在海防领域的发展。为了实现耦合器相位特性不理想条件下的无失真解调,本文提出一种基于3×3光纤耦合器的反正切解调方法。首先推导出解调输出信号的表达式,给出解调频率范围。然后建立干涉型光纤水听器信号解调算法Simulink模型,并利用正切函数的性质,实现反正切相位扩展。在单频信号和线性调频信号条件下进行了仿真。仿真结果表明,该方法具有较宽的频率解调范围,消除了3×3耦合器的输出相位差对解调的影响。搭建基于此算法的干涉型光纤水听器解调系统,对实验数据进行了分析。结果证明了该方法的可行性和实用性,对干涉型光纤水听器的数字化解调系统设计具有一定的理论指导价值。     

基于USB和FPGA的GPS中频信号采集平台设计

使用GP2015芯片设计了射频前端，将GPS射频信号下变频到数字中频。通过编写USB设备的固件程序、上位机程序和FPGA传输大量中频数据的Verilog程序，实现了GPS中频数据的接收、传输和保存。在此基础上搭建了GPS中频信号采集平台，通过实验表明该中频信号采集平台能完整地保存GPS中频数据，并且数据能满足后续信号处理的要求，为GPS基带处理算法的研究提供了可靠的原始数据。     

船岸连接系统光通讯数据调制解调设计与实现

采用软件实现方式搭建船岸连接系统光通信信号调制解调方案，并利用Modelsim模拟仿真对系统功能进行了测试，研制出了船岸连接系统光纤通信模块，实现了船岸连接系统船端与岸端的3路语音数据、1路MLM数据及1路ESD信号的可靠双向传输功能。突破了国外极少数厂家对船岸连接系统光通信技术的技术封锁。     

基于可调谐F—P滤波器的光纤光栅波长解调算法研究

论文以提高光纤光栅传感器信号解调系统的波长检测精度为研究主题。在改进质心寻峰算法的基础上,分析了几种基于可调谐F-P滤波器的光纤光栅传感器波长解调系统的算法,并使用LabVIEW语言对其进行了仿真对比研究,提高了波长解调的精密度。实验结果表明,论文提出的质心法寻峰,抛物线插值算法有效地提高了光纤光栅反射信号解调系统的波长解调精度,降低了复杂程度。     

光纤水听器三路输出解调方案仿真

光纤水听器是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器。文章概述了M—Z干涉型光纤水听器三路输出解调方案的原理，并用SIMULINK软件实现了此解调方案，在分析仿真结果的基础上，指出三路输出解调方案是将来构成全光纤干涉型水听器系统的优选方案。用软件实现解调的过程对硬件解调电路的设计具有指导性的意义。     

基于预存查表的GPS软件接收机的载波产生方法

在GPS软件接收机的跟踪环路,本地码产生、载波产生、相关积分这三个耗时最多的部分中,本地微调生成载波最为耗时,所用时间占整个信号跟踪处理时间的近一半[1]。为了能提高卫星跟踪速度,快速、准确地提取导航数据,达到软件接收机实时性的要求,在对传统GPS软件接收机跟踪算法分析、研究的基础上,提出一种基于载波的二进制存储,通过查表调用解决GPS软件接收机跟踪信号时间中耗时的载波的产生问题的方法。采用预存微调的本地载波二进制数据的方法,可以直接载入载波数据然后查表调用这些数据,免去了每次跟踪循环中产生微调的载波所耗费的时间,成功消除跟踪环路中载波产生的时间,使跟踪的速度提高了一倍。通过用GPS实测数据进行实验,对这种方法进行了验证并对实际的运行结果和性能做了分析,实验结果表明,在保证跟踪性能不降低的前提下,采用预存查表的方法能够有效消除载波产生耗时较多的问题,可以快速准确的实现了对GPS信号的跟踪。提出的这种预存查表的算法作为一种新的产生载波优化方法,在GPS软件接收机实时性方面有着较好的参考价值。     

短波串行调制解调器设计

介绍一种用于无线衰落多径信道数据通信的高速串行MODEM系统。首先对信号格式进行了简要介绍,然后对其中的关键技术进行了详细阐述,包括调制解调技术、同步捕获技术、频偏估计及校正技术、自适应均衡技术,给出了各部分的实现方案。     

MSK信号的差分数字解调方法

根据MSK信号的数学特征,提出了一种用码元内差分的方法来实现MSK信号的数字解调,详细推导了该解调算法的数学过程和该算法在白噪声信道上的误码性能.计算机仿真结果表明该算法是简单有效的.与传统的解调算法相比较,该算法对载波频偏和相移不敏感,可以应用在通信侦察等场合.     

对GPS接收机欺骗式干扰效果的灰色评估模型和算法

对GPS接收机的欺骗式干扰效果评估是一个全新而又十分复杂的问题,而且由于存在信息不完全和不确定等因素,故灰色系统理论是解决此类评估问题的一种很好的办法。通过分析对GPS接收机的欺骗式干扰方法,提出了对欺骗式干扰效果的灰色评估方法,建立了评估模型和评估算法。并利用MATLAB语言进行了仿真评估举例,结果表明该方法简单有效,可对GPS接收机的欺骗式干扰效果进行科学、合理的评估。     

GPS软件接收机捕获和跟踪算法研究

研究了GPS软件接收机的捕获和跟踪算法,并在matlab平台上实现了GPS软件接收机,实现了快速的基于循环卷积的并行捕获算法,得到了可见卫星的初始相位和多普勒频移。使用了超前滞后环和对相位反转不敏感的科斯塔斯环分别对码相位和多普勒频移进行跟踪,成功解调出导航电文。     

差分GPS的对流层伪距残差的计算机模拟

简单回顾了对流层中GPS信号传播延迟的原理。介绍了2种常见的校正模型,Hopfield模型和Black模型。定义了差分GPS(DGPS)的对流层伪距残差的概念,并建立了数学模型。用计算机对DGPS的对流层伪距残差进行仿真。仿真结果表明用户和基准台之间距离增大和低卫星仰角都将使伪距残差增大,气象因素和高程对伪距残差也有影响。     

GPS动态定位中自适应卡尔曼滤波模型的建立及其算法研究

采用描述机动载体运动的“当前”统计模型，建立了一种新的ＧＰＳ动态定位自适应卡尔曼滤波模型。为了进一步提高滤波器的动态性能，提出一种改进的自适应滤波算法，大大提高了ＧＰＳ动态定位卡尔曼滤波器的跟踪能力，改善了滤波效果。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

GPS车载导航系统的地图匹配算法研究

分析了影响车载导航系统定位精度的各种GPS数据误差,提出将改进的地图匹配投影算法和基于路网拓扑关系的匹配算法进行整合,以此来实时提高车载导航系统的定位准确度,同时给出了误差模型和算法描述以及算法的实现方法。最后通过仿真实验来验证算法的准确性和可靠性,并在此基础上提出了几点改进策略。     

基于改进的视线导引算法与自抗扰航向控制器的无人艇航迹控制

[目的]无人艇(USV)在复杂环境情况下会出现偏离目标航线的情况,为提高水面无人艇的抗干扰能力及实际航行的稳定性,实现对航迹的准确控制,提出一种改进的无人艇航迹控制方法。[方法]根据导航信号受环境影响的情况,对GPS信号有效和无效2种情况下的航迹控制分别进行分析,在自主可控平台上设计并实现了基于模糊控制可变船长比的视线导引算法(LOS)和自抗扰航向控制器(ADRC)相结合的航迹控制方法,并开展了双桨双舵无人艇湖上试验。[结果]仿真结果表明:该方法可满足航迹控制的要求,转弯后航向能够快速保持稳定,无频繁摆舵现象,且该方法能够完成真实环境下的航迹控制,航迹贴线误差均值约为0.1 m,方差约为0.03。[结论]湖上试验结果验证了该算法在实际工程应用中的可行性和有效性。     

基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

潜航器轨迹跟踪与航向预测算法

海况条件较差时,基于水下单点GPS定位系统的潜航器实时定位有较大测量误差,不利于潜航器的轨迹跟踪与航向预测。针对误差服从高斯分布的水下单点GPS定位系统,提出基于改进型扩展卡尔曼滤波算法的GPS跟踪方法和基于回归分析算法的航向预测方法。通过测试与仿真,对定位设备采集到的数据进行对比分析,试验结果表明,上述算法显著提高了轨迹测量精度与航向跟踪能力,准确绘制出了潜航器的实时航行轨迹与航向预测线,可应用于潜航器的轨迹跟踪项目中。     

军民兼容卫导终端中基带处理影响分析

在军民兼容GPS接收机中，A／D采样速率取决于军码带宽，民用要求需进行抽取，以有效地节省硬件资源。对此着重分析推导了均匀量化对信噪比的影响、有效字长截取对载噪比和正交性能的影响，并给出了最佳截取方案。GPS卫星信号的实际接收机情况，表明结论正确，能在基本不改变接收机性能的情况下有效地节约硬件资源。     

卡尔曼/粒子滤波器在船用组合导航中的应用

采用将全球定位系统GPS（Global Positioning System）与捷联惯性导航系统SINS（Strapdown Inertial Navigation System）进行组合导航的方式,组合后系统性能将优于GPS或SINS单独使用时的任一系统。介绍了基本粒子滤波器算法原理并对卡尔曼/粒子组合滤波器在船用GPS/SINS组合导航中的实现形式及算法特点进行了研究。仿真结果表明,对于船用SINS/GPS组合导航问题,卡尔曼/粒子组合滤波器能够获得较高的滤波精度,满足实际船用导航要求。