船用行程传感器电磁干扰信号抑制算法研究

航海事业的发展关系到国家经济的发展,目前许多海航行程传感器在实际工作中非常容易受到工作环境中电磁波的干扰,对海航事业的发展非常不利。本文基于船用行程传感器工作时电磁干扰信号的特点,借助不同噪声抑制算法对行程传感器的输出信号实施降噪、除噪实验,以期最大程度降低海航中行程传感器的噪声干扰,使得海航船舶可以正常工作。     

混响场中矢量传感器抑制干扰能力分析

随着声呐工作频率向着低频方向发展,抑制混响已经成为提高主动声呐系统工作能力以及提高水中目标强度测试精度的重要方面.根据混响的时空相关特性通常采用钟形脉冲和线性调频信号可较常规的CW信号取得较好的抗混响效果.近年来对矢量传感器在各向同性噪声场中的抑制干扰能力已经进行了深入广泛的研究,包括提高信噪比性能、定向性能以及多目标分辨等,为水中目标噪声测试、特征分析等工程实际中应用矢量传感器奠定了基础.但尚未对主动声呐系统和水中目标低频强度测试中利用矢量传感器的抑制混响能力开展系统研究.以混响场的各向同性为基础推导了单矢量传感器抑制混响的能力,并结合湖上试验数据分析探讨了矢量传感器不同声能流组合形式抑制混响干扰的能力分析,为矢量传感器在主动声呐系统中的工程应用提供了理论依据.     

卡尔曼滤波在船舶无线传感网络节点定位中的应用

基于无线传感网络的信号传输在海航及海上开发中的应用越来越广,无线节点定位精度对网络的通信性能有较大的影响,无线传感网络中的节点定位技术是海上通信领域研究的重要方向。RSSI是一种利用传感器节点信号强度的定位测量方法,但由于海上的噪声干扰及地形影响,其定位精确度较低,已经越来越不能适应无线传感网络节点定位精度要求。本文将卡尔曼滤波算法应用到以信号强度为观测值的节点定位中,极大地提高了定位精度。     

双边滤波技术的船用导航传感器干扰信号抑制研究

船用导航传感器干扰信号处理一直都是船舶通信领域的热点问题,当前干扰信号抑制方法由于滤波环节较为落后,导致处理后信号误码率较高,设计双边滤波技术的船用导航传感器干扰信号抑制方法。构建船用导航传感器信号模型,计算信号噪声比、干扰噪声比。使用双边滤波技术对采集到的干扰信号进行滤波处理,并使用BOC原理对其展开调制。构建仿真实验环节对此方法使用效果展开分析,实验结果表明,此方法可有效控制信号误码率,提升导航信号可靠性。     

基于复数无迹卡尔曼滤波的电力系统频率和谐波估计

针对噪声干扰条件下传统的扩展卡尔曼滤波方法在电力系统频率和谐波估计精度问题,本文提出了基于复数无迹卡尔曼滤波的频率和谐波估计方法.利用欧拉公式,对电力系统信号进行适当变换,获得电力系统信号复数状态空间模型,实现了系统信号频率和谐波估计.为了验证噪声干扰条件下本文方法参数估计有效性,通过在系统信号中增加不同信噪比噪声干扰,分别利用本文方法和通用扩展卡尔曼滤波方法对参数进行估计.结果表明,在噪声干扰条件下,本文方法的估计精度优于通用扩展卡尔曼滤波方法,这表明本文方法更适于强噪声干扰条件下的系统信号频率和谐波估计.     

基于反馈线性化的船载自稳平台非奇异滑模控制

船载自稳平台在深海区恶劣环境中易受负载力扰动和传感器噪声干扰,文章基于反馈线性化提出一种非奇异终端滑模控制器,并利用正切sigmoid函数和终端吸引子函数设计跟踪微分器以减少噪声干扰,最后利用MATLAB/Simulink开展S175型集装箱船模型在5级海况下的自稳控制仿真分析.研究发现,提出的控制策略可显著提高液压控制系统的精度和鲁棒性,能有效抑制传感器噪声和负载力扰动对液压位置追踪精度的影响,并且可以无抖振地跟踪船舶运动补偿工况下的复杂控制信号,对研发高精度船载液压自稳平台控制系统提供参考.     

声纳脉冲抑制的技术研究

针对声纳设备工作过程中,如果同时接收到噪声目标信号和声纳脉冲信号,脉冲信号对噪声工作方式而言是干扰信号,直接影响对噪声目标信号的检测和跟踪,影响了声纳正常功能的发挥。围绕这个问题,提出了应用全数字自适应线谱抵消技术实现对脉冲干扰进行抑制的技术研究。     

基于两种噪声调制模型的雷达干扰信号仿真研究

从信号处理的角度,建立了噪声调幅干扰和噪声调频干扰这两种噪声瞄频干扰的数学模型,通过计算机仿真,对它们的特点进行对比,并结合脉冲压缩雷达的工作方式,采用这两种干扰信号对巴克码脉冲压缩雷达进行干扰,由仿真结果得出雷达信号与干扰信号参数对干扰效果的影响。     

海上航行中的行程传感器电磁干扰信号抑制算法研究

保证船舶电子设备的正常运作是现代船舶业发展中的重要课题,船舶中传感器输出信号的精确度对于船舶安全行驶是至关重要的。本文利用小波降噪来抑制行程传感器电磁干扰信号,最后通过实验来获取小波分解层数,并且确定阈值函数。实验结果表明,经过小波去噪后,信号的误差非常小,系统的稳定性得以提高。     

基频线谱提取技术在船舶水下目标识别系统的应用

基于目标物的辐射雷达回波信号是船舶水下识别系统的主流技术,水下噪声的混入会对识别产生干扰,时域分析很难区分噪声与目标信号特征。频域特性分布是区分雷达回波辐射噪声及干扰噪声的主要手段,通过对辐射信号及噪声的频谱提取,可以获取目标信号和干扰信号在基频频谱的特性,设计滤波器去除噪声。本文研究目标雷达回波信号及水下噪声信号的特性,在基础上提出基于基频线谱提取技术的噪声分离策略,最后对算法进行仿真。     

小波分析在船舶导航传感器中的应用

论述小波变换的数学理论和方法。根据小波变换的多分辨率分析方法，重点分析小波变换在导航系统中的作用；利用Daubechies小波函数，采用阈值去噪法，可在低信噪比的情况下较准确地估计导航传感器的原始信号；分别针对多普勒系统和北斗双星定位系统，借助小波变换对其接收信号进行了离线仿真研究。仿真分析表明，应用小波变换的分层技术抽取特征参数效果明显，去噪效果亦较为理想。     

基于多分辨小波分析的船舶电磁兼容测试技术研究

分析了由电气设备的静电放电引起的电磁干扰(EMI)的机理,利用小波分析的多分辨特性,对叠加噪声后的电磁干扰信号进行了时频分解,准确判断出放电干扰发生的时刻,提取出放电信号,从而实现了对静电放电的电磁兼容(EMC)分析,为进一步抑制干扰源提供了依据。     

船舶电磁兼容测试技术

分析了由电气设备静电放电引起的电磁干扰机理,并利用小波分析的多分辨特性,对叠加噪声后的电磁干扰信号进行了时频分解,准确判断出放电干扰发生的时刻,提取了放电信号,从而完成了对静电放电的电磁兼容分析,为进一步抑制干扰源提供了依据.     

反水雷与UxV

反水雷作战是一项极其危险的作战任务,而无人作战平台(UxV)的特点决定了其可以降低甚至消除这种危险性,因此在反水雷作战中使用UxV成为必然的发展趋势。本文分析了反水雷作战的特点、各种UxV的特点及其在反水雷作战中的优势,并根据反水雷的需求提出了在UxV中需重点解决的智能控制技术、精确导航与定位技术、传感器及信号处理技术等关键技术。     

LabVIEW和小波算法在舰载电子设备EMI预测试中的应用

舰载电子设备电磁干扰(EMI)预测试通常是在测试环境和测试系统不能完全满足标准要求的情况下进行的,EMI测量数据会因为受到环境噪声的影响而导致无法有效识别受试设备(EUT)辐射信号,测试系统也会因为专用仪表的昂贵价格而受到制约。针对电子设备EMI预测试过程中环境噪声的来源和特征,分析了小波分析在消除环境噪声中的应用原理和方法,并利用LabVIEW虚拟仪器开发环境实现了高效灵活的数据采集及其与剔噪程序的接口。实验结果证明,该方法充分结合了LabVIEW和剔噪算法的优点,不仅对消除背景噪声有明显的效果,也降低了电子设备EMI预测试系统的成本。     

封闭式桅杆内的电磁干扰试验研究

针对所设计的一种封闭式射频集成桅杆,首先测试桅杆内部两个天线一发一收状态下接收天线射频端口的信号电平,从而判断是否会受到发射天线的电磁干扰。与传统的单纯观察设备的后端显示部分来进行干扰判断不同,射频信号测试与电子设备的后端信号处理能力无关,通过定量评估耦合能量的大小,进而可以总结通用的封闭桅杆的电磁干扰规律。试验结果表明,在封闭桅杆内同层、同面且上下布置的两副板阵天线间存在谐波干扰现象。然后,通过对天线特性、复合带通滤波层板特性、测试数据和桅杆内的电磁干扰路径进行大量、详细的理论分析来判断干扰来源。最终发现,电磁干扰很大程度上是由封闭桅杆内部发射天线的谐波通过天线边缘单元的直接辐射及内壁反射从而耦合到接收天线所造成,这是由于桅杆的封闭特性导致天线发射的带外能量无法射出,从而造成内部设备之间的电磁干扰。最后,针对此现象提出电磁干扰的一些控制措施,例如天线间敷设吸波材料、天线分层布置等。     

海洋船舶的轨迹估计算法

准确估计和预测海洋导航中机动船舶的轨迹是改善海上安全和保安的重要工具。因此,许多常规海洋导航系统和船舶交通管理和报告服务都为此目的配备了雷达设施。然而,船舶操纵轨迹的预测的准确性主要取决于船舶位置,速度和加速度的估计的良好性。因此,本研究提出了一个基于曲线运动模型的机动海洋船只模型,其基于用于相同目的的线性位置模型的测量。此外,还假定与白高斯噪声相关联的系统状态和测量模型。扩展卡尔曼滤波器被提出作为用于估计位置,速度和加速度的自适应滤波器算法,用于预测机动的海洋船舶轨迹。最后,提出的模型被实施,并获得成功的计算结果,在本研究中的海洋导航中的船舶操纵轨迹的预测。     

基于单片机的罗兰-C导航系统信号发生器设计

根据罗兰-C信号的基本特征,以单片机为主体,利用查表方式输出数字量,再经过DA转换模拟产生罗兰-C导航系统标准信号.输出信号包含了该台链中主台和副台的完整信号,另外针对导航台发射信号的环境,还添加了天波信号,同频干扰信号,噪声等干扰信号.信号发生程序完全按照主副台发射标准,以及奇偶周期的不同相位编码,对输出的脉冲进行时间上和相位上的控制.     

某起重铺管船航行中的托管架绑扎校核与结构分析

基于MOSES软件,建立某起重铺管船的船体模型及船体-托管架模型,计算船体-托管架在极限工况下的运动响应,得到船体-托管架的响应幅值算子(Response Amplitude Operator, RAO)值,将RAO值导入结构分析计算机系统(Structural Analysis Computer System, SACS)进行船舶航行中的托管架绑扎校核与结构分析。计算结果显示,在极限环境条件下,该船的稳性、总纵强度及艉部托管架结构均满足航行安全要求。计算方法可为同类船舶的航行安全提供参考。