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。     

CAUKF算法在船载导航目标跟踪中的应用

为定量分析内河船舶导航系统的跟踪性能,建立基于GPS/DR组合信息的船载导航系统非线性模型,以该模型作为系统模型,采用附有航向约束参考条件的自适应无迹变换卡尔曼滤波算法,推导得出非线性导航滤波器的滤波方程。按照船载目标的实际非线性模型进行演化时,采用此算法能够较好地实现非线性函数后验信息与估计误差的拟合。仿真结果表明,此算法比以往扩展卡尔曼滤波类算法在减少运算量和提高跟踪效果方面改善明显,具有良好的实用性。     

基于惯性坐标系旋转调制的INS辅助跟踪环路误差分析

通过分析IMU标度因数引起的INS/GNSS组合导航系统辅助跟踪环路误差的特点,采用基于惯性坐标系的旋转调制方法抵消INS器件的标度因数误差,从而抑制了辅助跟踪环路误差。为提升整个INS/GNSS组合导航系统的性能提供了一种解决方案。     

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。     

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。     

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.     

利用卡尔曼滤波预测船舶航行轨迹异常行为

随着计算机控制技术的飞速发展,在船舶的航行预测和控制领域,人们相继开发出了各种智能化的预测算法,从而保证了船舶航行的安全。在船舶的行为预测和控制中,需要大量的传感器对船舶的姿态信息、设备状态信息和通信导航设备信号进行采集,因此本文着重研究了信号的滤波算法。本文提出了基于卡尔曼滤波算法的船舶航迹跟踪技术,并针对船舶的航行特点,建立了适当的运动模型和状态方程,最后通过仿真实验,对扩展卡尔曼算法的目标跟踪性能进行验证。     

基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法。该算法使用UKF实现了微弱信号的L1C/A码和载波跟踪。通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A中频信号对该算法进行实验性能分析。仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法。     

基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法.该算法使用UKF实现了微弱信号的L1 C/A码和载波跟踪.通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A 中频信号对该算法进行实验性能分析.仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法.     

基于UPF的神经网络辅助机动目标跟踪

为提高机动目标跟踪性能,提出了一种神经网络辅助下的滤波方法。基于Unscented卡尔曼滤波方法,Unscented粒子滤波器（UPF）能够产生较准确的建议密度分布,因此相对于其它蒙特卡洛方法,UPF能够获得对非线性目标跟踪问题更好的近似。利用目标的机动特征建立和训练神经网络,将神经网络的输出作为加速度控制参数,用于修正目标的运动模型。仿真结果表明,与扩展卡尔曼滤波相比,神经网络辅助下的UPF具有更好的跟踪性能。     

INS辅助GPS接收机及其对伪距测量精度的影响

GPS接收机通过测量伪距进行载体位置的解算,而伪距测量精度与接收机的码延迟锁相环带宽有关。为了提高GPS接收机伪距测量精度,通常采用INS辅助、码/载波跟踪环技术。根据以C/N0为基础的伪距测量方差,分析INS辅助GPS接收机原理,研究INS辅助对接收机伪距测量精度的影响。在复杂电磁环境下,INS辅助GPS接收机是组合导航发展的方向,特别是紧耦合INS/GPS组合模式。     

INS/GPS组合导航系统动基座初始对准研究

针对位置/速度模式的INS/GPS组合导航系统,确定其动基座下初始对准卡尔曼滤波方案,并进行计算机仿真。结果表明,卡尔曼滤波算法在动基座下INS/GPS组合导航系统初始对准中速度快、精度较高、对水平失调角有较好的估计效果,满足初始对准的基本要求。     

VHF雷达数字中频接收机研究与实现

雷达传统接收机常采用模拟正交检波,其I／Q信号幅度一致性误差和相位正交性误差较大,数字接收机可以较好的解决这一问题。文章研究了数字接收机的相关理论和技术,介绍了数字下变频,数控振荡器、级联积分梳状滤波器。给出了一种基于FPGA的数字中频接收机实现方案,进行了分析和仿真,给出了测试结果。     

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。     

分布式MIMU/GPS组合导航计算机的设计

介绍以DSP为核心的SINS／GPS,分布式控制组合导航计算机的设计方法。选用TI公司的DSP作为导航算法处理机，采用TL16C752B、MAX3232、MAX3362设计RS-232／485／422异步串口，另一片DSP控制GPS-OEM板串口输出的报文，采用CPLD作为调度机实现M／MU六路数据采集，各处理器通过双端口RAM共享数据，实现了分布式控制。系统还采用GPS接收机输出的1PPS脉冲，结合CPLD产生的时序实现MIMU和GPS数据的同步采集。     

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。     

舰船 RCS 测试内外结合定标方法

针对舰船 RCS 测试的定标问题，讨论从接收机前端注入标准微波信号或从发射机耦合发射功率输入接收机前端的2种内定标方法，作为修正外场定标的依据。根据雷达方程分析外场定标 RCS 测量设备、标准体加工、目标跟踪定位、测试区域环境等主要误差因素。讨论发射功率、系统非线性、系统稳定性、极化损耗等引入的误差，提出外场定标对标准体几何尺寸、表面光洁度以及所需信噪比等要求。通过内定标与外定标相结合的方法，解决由于定标与测试间隔时间过长接收机状态出现漂移导致测试误差的问题，保障舰船 RCS 长时间测试的精度和稳定度。