GPS微弱信号捕获跟踪算法

在GPS微弱信号捕获算法设计中,为提高捕获灵敏度,采用相干积分与非相干积分结合的方式消除数据码长度对相干积分增益的影响,采用差分相干积分减小非相干积分中的平方衰耗。为了提高信号捕获速度和精度,利用FFT工具进行伪码与载波频率捕获,采用延迟锁定环(DLL)与锁相环(PLL)实现GPS微弱信号的跟踪。最后对GPS微弱信号的捕获跟踪算法进行仿真实现。应用结果表明:通过仿真技术能有效地复现出捕获和跟踪载噪比为25dB.Hz-1的GPS微弱信号,差分相干积分捕获灵敏度比相干-非相干积分高0.8dB,频率捕获误差小于1.25Hz,码捕获误差小于0.1码元。     

时频跳变信号的近似窄带处理方法及DSP实现

时频跳变信号能有效对抗混响干扰和海洋信道的多途效应,对于小型高速目标有良好的时频高分辨率.针对该信号宽带处理方法的复杂性,提出了时频跳变信号的近似窄带处理方法,设计了实现该方法的DSP系统,完成了低信噪比条件下近似窄带信号处理方法的信号检测,对近似窄带处理方法进行仿真,给出检测方法性能的统计分析结果.     

基于循环谱包络的共信道多信号参数估计

为解决通信侦察中非协作接收机接收的信号受共信道信号干扰的问题,提出了一种基于循环谱包络的多信号载频、码片时宽估计算法.该算法不需要伪随机码等先验信息,可实现对时频重叠的多循环平稳信号参数的盲估计.由于该参数估计算法是在非零循环频率上进行搜索,故可以有效地减少平稳噪声和干扰的影响,适用于低信噪比的情况.仿真实验表明,当双信号功率比为1∶1且信噪比为-9 dB时,该算法对载频估计的正确率可达100%;当信噪比为-4 dB时,对码片时宽估计的正确率可达99%.     

频率跳变系统码跟踪电路研究

对无线数据传输设备中使用的频率跳变扩频系统的码跟踪电路作了研究,首先提出了宽带信号的最佳跟踪问题,然后给出了频率跳变扩频系统的全时间前、后非相干码跟踪电路.分析了码跟踪电路的输入和输出关系及延迟锁定鉴别器输出端功率密度、鉴别特性曲线、码跟踪抖动等主要性能参数.     

自编码扩频通信的捕获

自编码扩频通信的扩频序列是由待传输的信息中获得的,这种特殊性决定了其同步捕获方式的不同.提出一种基于发送同步码并周期复位的同步方案.理论分析及实验仿真表明,在高斯白噪声信道中,该捕获方案的性能接近传统扩频通信的同步捕获方案,且同步码周期的提高能有效改善其捕获性能.     

一种基于EMD的共振解调改进方法

针对传统共振解调方法中共振频带需要人为确定和故障轴承振动信号信噪比低的缺陷,提出了一种基于EMD算法的共振解调改进方法。该方法首先对轴承振动信号进行EMD分解,然后自适应地筛选出高频固有振动频率附近的基本模式分量（IMF）,并对单分量进行滤波处理,最后重构选取滤波后的基本模式分量,并对重构信号进行包络解调分析,得到故障特征频率和故障类型。滚动轴承故障诊断表明,改进方法不仅能够自适应地确定共振频带,而且可以有效地提取故障特征,识别故障类型。     

GPS测量中多路径误差分析

多路径效应是GPS测量中一种主要的误差源,严重损害了GPS的测量精度。文中就多路径效应对GPS测量误差的影响,分析多路径效应产生的原理和一些特征,介绍消除或减弱多路径误差的方法措施。重点分析利用信噪比削弱多路径误差的方法,该方法从接收机接收的信噪比中分离多路径信号成分和直达信号成分,得到多路径对直达信号的影响量,通过改正相位观测量,从而达到消除或减弱多路径误差的目的。     

雾天微弱激光回波信号增强与处理研究

研究了雾天多脉冲信号累积增强原理和方法,并利用多脉冲累积增强原理对激光回波信号进行处理。为了提取微弱激光回波信号的特征,研究了匹配滤波处理算法,并分别就原始回波信号和多脉冲累积增强信号进行了匹配滤波处理,大大提高了信号的信噪比。实验结果表明：4个独立激光回波信号进行累积处理的结果使得回波信号的信噪比增强了2倍;多脉冲累积可以有效地提高回波信号的信噪比,而匹配滤波在提高信号信噪比的同时抑制了噪声。     

基于Simulink的Turbo码系统仿真

在Turbo码编码、译码基本理论和结构的基础上,提出了一种用Simulink构建的Turbo码编、译码可控仿真模型,并在BPSK(binary phase-shift keying)调制的高斯白噪声信道(AWGN)中进行了系统建模和仿真实验.通过研究Turbo编码、卷积编码和无信道编码方案仿真系统的BER(bit error rate)性能,结果表明,所提出的Turbo编码的误码率优于其他2种方案1个数量级以上,尤低信噪比时更具优势.     

小波滤波器在弱信号检测中的应用及设计

根据小波变换的多尺度分解特性,构造了一种小波能量积累器,将不同分解尺度上的能量进行积累。在此基础上设计了一种用于弱信号检测的小波能量检测法,并对低信噪比信号的检测进行了仿真实验。仿真结果表明,该检测法对低信噪比信号是比较有效的,而且与传统的脉内累加平均的信号检测方法相比,文中提出的信号检测方法具有一定的优越性。     

Research and Implementation of Beidou-3 Satellite Multi-Band Signal Acquisition and Tracking Method

A new acquisition and tracking method is proposed for signal processing under the new signal system structure of Beidou-3 navigation satellite system(BDS-3). By starting with the analysis of the characteristics and signal structure of the new signal, the local replica of the ranging code and the study of the characteristics of the ranging code are completed, which proves that the method in this paper can be used in the subsequent acquisition and tracking process. The fast Fourier transformation(FFT) search based on longer coherence time and the adaptive phase-frequency switching carrier tracking loop are proposed for signals in different modulation modes. The actual signal of Beidou-3 satellite is sampled by local experiment, and the acquisition and tracking of the Beidou-3 satellite multi-band signal is finally completed. The tracking results verify the feasibility of the proposed acquisition and tracking method.     

GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统研究

为了克服卫星信号盲区GPS定位间断或失效以及航位推算（DR）定位误差随时间积累等缺陷,设计了一种基于嵌入式系统的GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统。通过Kalman滤波对多传感器信息进行最优估计,并应用地图匹配（MM）技术,以得到最佳定位信息。系统的各模块任务使用t~C／OS—II嵌入式操作系统统一调度。经测试,该系统能实现车辆的可靠、准确定位,并且能精确地在上位机的导航地图上实时显示出车辆当前的位置和其他状态信息。该组合导航定位技术在智能交通系统（ITS）领域具有较高的应用价值。     

Micro-electro-mechanical-sensor inertial navigation system-assisted global navigation satellite system receiver acquisition scheme and performance evaluation

When an aircraft moves under a low carrier-to-noise ratio (CNR) or at a high speed, increasing the sensitivity of global navigation satellite system (GNSS) receiver is a goal quite hard to achieve. A novel acquisition scheme assisted with micro-electro-mechanical-sensor (MEMS) inertial navigation system (INS) is presented to estimate the Doppler caused by user dynamics relative to each satellite ahead of time. Based on tightly coupled GNSS/INS estimation algorithm, MEMS INS Doppler error that can be achieved is first described. Then, by analyzing the mean acquisition time and signal detection probability, the MEMS INS-assisted acquisition capabilities in cold, warm and hot starts are quantitatively determined and compared with the standard GNSS acquisition capability. The simulations and comparisons have shown that: the acquisition time in cold start can be shortened by at least 23 s, the time in warm start can be shortened to 1 s and the acquisition capability is improved 95%, and the reacquisition time in hot start can be shortened by around 0.090 s and the capability can be enhanced 40%. The results demonstrate the validity of the novel method.     

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针对应用卡尔曼滤波器进行车辆GPS导航信号的动态滤波时难以建立精确的数学模型以及传统小波变换在实时性方面存在不足,提出了基于提升小波变换的GPS动态滤波新算法.该算法采用提升小波变换对车辆GPS导航信号进行分解;用3σ准则和多项式插值方法对各层提升小波变换系数进行粗差探测与数据修复;采用模平方软阈值去噪算法对各层提升小波变换系数进行去噪;最后进行提升小波逆变换,从而实现车辆GPS导航信号的动态滤波。仿真实验结果表明,该算法的导航定位精度优于卡尔曼滤波算法;虽然在导航定位精度方面稍比传统小波变换算法的性能高,但比传统小波变换算法速度快一倍;显然该算法对车辆GPS导航系统是有效的.     

一种雷达辐射源信号分选新方法

提出一种基于小波与神经网络联合分析的雷达辐射源信号分选新方法.该方法首先对接收到的雷达信号进行小波去噪,达到提高信噪比的目的,然后利用小波脊线法准确提取其脉内特征参数,最后基于神经网络实现信号的分选.计算机仿真结果表明,较现有方法,该方法在较低的信噪比情况下,可以更准确地实现雷达辐射源信号的分选.     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合导航系统的信息融合,提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性,分析了传统的利用全球定位系统(GPS)与航位推算系统(DR)跟踪车辆位置方法的特点,结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点,在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术,构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器,使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证,从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题,给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出,组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位,定位误差最小,同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

港口机械控制系统多通道模拟信号采集技术研究

文章分析了当前港口机械控制系统外围传感器信号采集和监控工作原理,指出其效率代码低和运算精度不高的原因,并提出不同于当前控制系统信号采集系统工作原理的新的采集信号和监控思路,同时给出了其主要硬件电路设计过程。     

GPS/DR组合导航车载单元的开发研究

随着城市车辆的急剧增长和道路交通状况的拥挤,以全球定位系统（GPS）定位技术为主的民用车辆的定位导航和监控技术得到了飞速发展.通过研究GPS和航位推算系统（DR）的组合导航技术,给出了GPS/DR组合导航系统车载单元的设计方案.由GPS接收机、压电陀螺仪、DVD、单片机、手机模块、车载里程仪、工控微机组成的车载单元具有车辆自动导航和监控报警功能.     

基于简化差分相干积累的北斗B1频点信号精捕获算法

北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累（SDCI）的短时匹配滤波器（STMF）和快速傅里叶变换（FFT）运算（STMF-FFT）.为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明：本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.