下一代海上精确导航系统研究与设计

导航定位系统是海上军事领域的重要保障设备,定位精度与可靠性直接关系着整个战争的成败。传统的舰船导航系统相互独立,仅利用导航卫星信号进行定位,海上复杂多变的气候及地形环境往往会导致接收信号的不稳定,定位精度与可靠性已不能满足现代军事系统的性能要求。本文研究舰船组队中的无线Ad hoc网络,通过自组织通信网络传输导航信号,实现整个舰队精确导航,给出网络化组合导航的信息融合算法,最后对算法进行仿真。     

北斗卫星船载导航信号并行捕获算法

信号捕获作为实现北斗卫星船载导航的第一阶段,也是最重要的一环,为此研究基于北斗卫星船载导航信号并行捕获算法,在短时间内捕获卫星信号,为船舶提供高精度的定位和导航服务。建立北斗卫星导航信号模型,依据模型生成的北斗卫星导航信号,采用傅里叶变换（Fast Fourier Transformation,FFT）算法以及快速傅里叶逆变换（Inverse Fast Fourier Transform,IFFT）算法,通过并行频率搜索和并行码相位搜索分别将伪随机码相位、载波频移的二维搜索变成一维进行并行搜索,获取北斗卫星信号的伪随机码和载波频移,实现北斗卫星船载导航信号并行捕获。实验结果表明,该算法可以成功地捕获船载导航信号,并且捕获耗时短;对船载导航信号的载波频率估计误差小。     

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。     

应用北斗导航设计无人船艇通信数据传输系统

随着信息技术及控制技术的发展,智能驾驶技术在海上舰船中得到广泛应用。无人智能驾驶技术的基础是导航系统的精确及实时性。目前舰艇的主要导航技术有基于红外线信号﹑雷达信号﹑导航卫星信号等,本文重点研究了基于北斗导航系统BDS的无人艇通信数据传输系统,分析了系统数据格式及传输流程,最后对系统进行仿真。     

舰船卫星导航系统中信号融合误差纠偏技术

舰船卫星导航系统中的信号融合误差纠偏技术是指通过将卫星导航系统的多类型信号进行融合,并对其进行误差纠偏,降低信号噪声的同时,改善当前的信号质量,从而提高舰船卫星导航的精度和可靠性。本文首先对舰船卫星导航的坐标系进行详细介绍,分析舰船卫星导航系统的噪声类型和特点,结合分数阶Fourier变换技术搭建了一种舰船卫星导航系统的信息融合平台,对于改善舰船卫星导航的信息精度有重要意义。     

FPGA的舰船导航雷达回波信号采集

为了满足舰船导航雷达回波信号的信噪比,提升雷达回波信号采集的深度与广度,提出FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计。采用FPGA采集控制硬件,设计FPGA计算控制的雷达回波信号采集平台。通过在平台系统内引入FPGA雷达回波信号采集逻辑,完成对信号采集深度与广度的量化计算。最后,通过仿真测试的方式设计一组实验,对提出的FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计进行可行性验证,证明设计的雷达回波信号采集灵敏度高、范围广、距离远、精度高的优点。     

雷达脉冲阵列信号的处理和波达方向分析

基于雷达系统的目标跟踪和导航技术在舰船领域具有重要的意义,起到目标探测、定位与导航等作用。而雷达信号的处理技术保障了雷达的精度,是雷达探测领域的研究重点。本文研究的对象是一种雷达脉冲阵列信号的分析技术,首先对雷达脉冲阵列进行了数学建模,并分析雷达脉冲阵列信号的方向特性,基于经验模态分解技术对雷达脉冲阵列信号的波达方向及传递特性进行分析与仿真,对于改善舰船雷达系统的精度有重要作用。     

基于“伽利略”卫星的嵌入式导航系统设计

在现有海上船舶卫星导航系统中,GPS,GALILEO及北斗卫星相互补充,已形成成熟的导航应用。本文重点研究GALILEO卫星信号在其导航应用中的捕获及处理技术,针对GALILEO采取新的信号调制方式,传统信号接收及调解技术已经不能满足导航系统的性能要求,提出一种新的BPSK双通道信号捕获及调解技术,同时设计基于新方法的嵌入式导航系统。通过对GALILEO E1实时信号的测试,表明此算法的有效性。     

单片机船舶导航自动控制系统

在传统船舶导航自动控制系统中,导航角度与控制角度存在一定的偏差,导致船舶实际输出控制量超出导航偏差修正范围,自动控制变量精度降低。为了提升自动控制系统的控制精度,提出采用单片机的船舶导航自动控制系统。利用单片机的高度集成性,建立导航信号与控制器信号的容错处理框架。在框架基础上,对导航角度与控制量之间的偏差进行高精度计算。获得高精度偏差系数后,根据偏差系数对控制量进行容错控制计算,从而提升船舶导航自动控制精度。最后,通过与传统控制系统的控制精度对比实验,证明提出设计系统的有效性。     

计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用

船舶导航系统是船舶航行控制系统体系中重要的组成部分。智能导航系统通过对捕捉信号图像的分析与计算,为船舶航行路径控制提供准确数据。为了进一步提升智能导航系统的图像分析精准度,提出计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用。通过计算机辅助技术对导航信号进行信号参数计算,得到信号图像中的转换变量。根据计算值对图像中的变量进行二值图像分割计算,清晰导航目标图像;最后对图像中的风险源进行检索,得到最佳导航路径。为了证明设计的有效性,通过使用前后数据的对比实验,证明提出的计算机辅助处理技术,具有提升智能导航系统导航定位精准度的作用。     

船舶VTS的雷达信号测试与分析技术的研究

导航雷达系统是整个船舶交通网络的重要组成部分,在目标跟踪﹑防碰撞系统等方面有较为广泛的应用。雷达信号不仅受到海上各类环境噪声干扰,同时其频率源的载波频率波动也影响整个导航雷达系统定位精度,对船用导航雷达信号的测试与分析尤为重要。本文设计一种基于混频技术的雷达信号源测试系统,并对测试结果进行了分析。     

导航装备动态性能测试系统天线安装误差补偿方法研究

针对目前船舶计程仪及陀螺导航设备误差标校方法手段落后、过程周期长等问题,采用MS860作为测定误差的基准平台搭建导航装备动态性能测试系统,选用Nport5450串口服务器接收处理多路串口信号进行数据通信,结合轴角信号转换装置进行模拟、数字信号转换,利用信息处理机终端处理与显示导航参数信息。另外,分析了GPS天线安装偏差导致船体纵横摇、GPS天线高程差、方位偏差、GPS测量基线长和基座高程差等因素对GPS航向产生的影响,推导了GPS动态航向测量模型的误差补偿方程。此系统对降低导航设备误差标校工作成本,提高导航装备的保障性具有十分重要的意义。     

恶劣天气船舶动态导航信息采集系统设计

由于传统的恶劣天气船舶动态导航信息采集系统无法消除恶劣环境对信号产生的噪声,导致其存在信号质量差的缺点,为此设计一种恶劣天气船舶动态导航信息采集系统。通过信号感应模块、信号处理模块和信号汇总模块,搭建恶劣天气船舶动态导航信息采集系统总体架构;通过GPS接收机、数字方位仪、电子罗盘、信号放大器、滤波器、PCI采集卡和和工控机,完成系统硬件设计;通过放大信号,采用滤波算法消除噪声影响,将船舶动态导航信息传输至信息汇总程序中,完成系统软件设计,至此完成恶劣天气船舶动态导航信息采集系统。通过对比实验,与传统的恶劣天气船舶动态导航信息采集系统作比较,实验结果表明,提出的恶劣天气船舶动态导航信息采集系统的信噪比更高。     

小波分析在各导航传感器中的运用

利用小波变换这一先进的数学工具,对含有噪声的导航传感器信号进行分析。从仿真结果深入探讨了小波变换在处理导航传感器综合性能的影响,为小波变换在导航传感器的实际运用奠定理论基础。     

多功能北斗船载导航终端信号偏差实时监测方法

传统北斗船载导航终端信号偏差监测方法存在时延长、监测实时性较差问题,为此设计新的多功能北斗船载导航终端信号偏差实时监测方法。建立多功能北斗船载导航终端信号模型,在此基础上,通过线性搜索算法捕获多功能北斗船载导航终端信号,并对其实时跟踪,完成多功能北斗船载导航终端信号偏差的实时监测。通过对比实验结果可知,与传统方法相比,提出的监测方法时延更短,具有更强的实时性,验证了所提方法的优良性能。     

船舶导航雷达数字信号处理机的FPGA电路设计与优化

导航雷达在目标探测、海上避碰等方面发挥着重要的作用,是现代船舶不可或缺的设备。导航雷达数字信号处理机利用数字信号处理器处理雷达电磁波的回波信号,进行各个频段回波信号的过滤、处理,最终获取被测目标的详细信息。船舶导航雷达系统的目标探测精度与信号处理机的性能有密切的关系,因此,有必要针对雷达数字信号处理机进行优化升级。本文研究雷达数字信号处理机的FPGA电路设计和优化,从信号采集、存储和处理电路等方面进行了阐述。     

"北斗"陆基增强系统导航信号源的分析与设计

导航信号激励器是无线电导航系统的关键设备。简要介绍了通过建立陆基增强系统来提高"北斗"定位能力的技术方案,并对陆基增强系统扩频导航信号激励器进行了详细的分析与设计。利用直接频率合成(DDS)技术产生高精度、高稳定度的码时钟,并利用AD9854芯片特有功能实现BPSK调制;采用CPLD器件设计扩频伪码产生器及扩频调制器。文中还着重讨论了各陆基导航台时钟同步的几项关键技术。实测结果表明:所设计实现的导航信号激励器精度高、稳定性好;并且BPSK调制实现了较好的载波抑制,隐蔽性好、抗干扰能力强。     

导航信息集成应用与接口标准化

本文从导航信息集成应用的视角介绍船舶导航设备从单一设备向集成应用及接口标准化方向发展的概况。阐述早期典型导航设备信号输出的特点及其集成应用,分析不同信号在集成应用中的接口技术及其演进过程,介绍NMEA0183接口标准的形成及其基本特点,为相关工程技术人员提供船舶导航设备网络通信发展过程及接口标准化现状方面的知识,以便其快速了解和熟练应用这些标准。     

组合GPS/GLONASS系统及其应用分析

本文对GPS、GLONASS和组合GPS/GLONASS系统的基本原理、信号结构及可用性、精确性和完整性潜力进行了分析，为我国船舶导航提供参考。     

基于数字信号处理器的舰船导航信息处理系统

抑制干扰信息,提升信息处理效果,设计数字信号处理器的舰船导航信息处理系统.利用雷达前端产生导航发射触发信号与中频信号等,通过A/D转换器在产生的信号内采集数字化导航信息,采用数字信号处理器为信息处理提供同频干扰抑制与脉冲积累等处理算法,按照互信息梯度分离导航信息,实现导航信息同频干扰抑制.实验证明:该系统可获取清晰的导...