低信噪比条件下GPS信号捕获方法研究

为了有效地对低信噪比GPS C／A信号进行捕获,必须在捕获阶段克服比特跳变的影响,以充分利用上GPS信号的扩频增益。针对以上问题,对已有的PMF—FFT捕获算法进行了改进,并提出对低信噪比GPS C／A码信号进行捕获的方案。仿真分析证明,这种改进方案可以明显提高低信噪比C／A码GPS信号捕获概率,并在一定条件下可以提供比特跳变信息。     

一类超混沌系统的追踪控制与同步

针对一类新的超混沌系统,提出了一种追踪控制方案,利用Lyapunov方法证明了受控系统可使其状态输出指数收敛到任意给定的参考信号,实现同步．讨论了一个四阶超混沌系统的自同步及与Lorenz—Stenflo系统的异结构同步问题,数值仿真进一步验证该方法的有效性．     

GPS/BDS联合解算的列车高精度实时定位方法

为了构建智能化列车运行控制体系,针对卫星导航的铁路应用,开展了列车定位优化方法的研究;利用广播星历实时特性,借助框架转换模型为系统提供实时、准确、统一的时空参考;结合误差模型校正系统中与定位相关的误差,以降低定位解算复杂度;为了进一步优化系统定位性能,提高定位精度,提出一种基于GPS/BDS多星座联合解算的非差载波相位定位方法;利用京沈高铁实际数据进行仿真,对比了单星座定位方法和多星座定位方法的信号几何分布和定位误差;为了进一步验证提出定位方法的性能,利用同一组数据,将定位结果与传统伪距单点定位结果进行对比。试验结果表明:在测试期间,GPS和BDS单星座定位方法的可见卫星平均数分别为9.2和13.4颗,几何精度因子平均数分别为2.341 7和2.272 1;GPS/BDS多星座定位方法可见卫星平均数为22.5颗,几何精度因子平均数为1.264 6,因此,多星座定位方法能够成倍增加可见卫星数,优化卫星信号几何分布,在卫星信号连续变化条件下保证精确、连续定位;在卫星信号稳定区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在空间三维方向上的定位均方根误差分别为5.396 1、5.569 7、2.831 2和0.976 1、0.988 8、0.861 8 m,在卫星信号受限区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在3个方向上均方根误差分别为7.245 9、7.056 3、3.756 2和1.561 2、1.603 1、1.215 5 m,因此,相比于传统伪距单点定位,提出的定位方法能够在多个场景下获得更高的定位精度。      

地震波基线漂移的处理方法

由于受到采集仪器低频噪声、环境背景信号、人为处理误差及初始加速度等的影响,由地震加速度记录积分得到的地震波位移时程曲线会出现严重的零线漂移现象．因此,在结构地震响应的时程分析中,加速度记录需要进行校正．作者在Wilson校正处理方法基础上,提出了一种新的地震波基线漂移的处理方法,改善了加速度记录的积分性质,保证了由加速度积分得到的速度和位移时程终点均为零,并保持了地震波加速度的峰值、持时、频谱等特性．通过在实际工程的应用,验证了该校正方法的合理性．     

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.     

Inmarsat地面站天线控制系统设计改造

在卫星通信体系中,天线系统起着关键作用。为了全面提升其跟踪精度、消除安全隐患,设计并实施了新的技改方案。经科学检测分析,证明在改造后,天线接收信号电平值波动幅度大幅减小,跟踪精度有较大的提升,达到了设计改造的目的。     

应对移动阴影的车载光伏步进扫描快速功率追踪

移动阴影给车载光伏最大功率跟踪（maximum power point tracking，MPPT）带来巨大挑战. 为提高移动阴影遮挡下的功率追踪速度，提出一种新的车载光伏全局最大功率跟踪（global maximum power point tracking，GMPPT）自适应步进扫描方法. 首先，分析温度及辐照强度对光伏单体输出特性的影响规律，基于温度及短路电流预测光伏单体开路电压；其次，基于串联光伏阵列的最大功率点电压与光伏单体输出特性的关系，以及局部阴影条件下多峰曲线峰值点电压和功率的变化特性，提出功率追踪步进扫描的自适应步长求取方法；最后，通过仿真及样车试验对所提算法进行可行性测试和评估. 结果表明:与常规扫描法相比，本算法的追踪速率最高可提升74%，且可避免严重遮挡时无法追踪全局最大功率点的问题.      

激光雷达距离成像精度改进方法

成像激光雷达是一种有源成像系统,使用脉冲激光发射器和面阵接收器产生3D距离图像,具有广范围精度和宽范围门等特性。文中通过静态弥散宽度对图像模糊的影响分析,提出了时间分辨信号分布模型和改进范围精度分析方法。通过激光雷达测距系统试验分析表明,利用该模型得到的最佳静态弥散宽度对距离成像精度有显著影响,能够在白天强背景环境下对室内和室外的10 m和1700 m目标进行距离成像。在室内成像中,当静态弥散宽度为43.4μm时获得的最优测距精度为0.06 m,在室外成像中,获得了测距误差为0.25 m的分米级3D图像。该方法能够有效地提高激光雷达成像距离和成像精度,从而提高交通流测距和测速的精度。     

New Carrier Recovery Method for 16-QAM System Based on Full Constellation Points

The relationship between the data to be transmitted and the signal phase in the 16-level quadrature amplitude modulation (16-QAM) constellation is derived. Then a new carrier recovery method based on this relationship is proposed, where both the diagonal and non-diagonal signal points are used for carrier recovery. The analysis and simulation results show that, the proposed method for 16-QAM has a higher acquisition speed than the times-four carrier recovery method, and has a wider acquisition bandwidth and smaller phase errors than the diagonal constellation based carrier recovery method.     

基于图正则化和Schatten-p范数最小化的交通数据恢复

为充分利用交通数据低秩特性与局部近邻关系，准确恢复交通数据采集系统中的缺失数据，首先，应用基于核范数的低秩矩阵补全模型对交通数据矩阵进行预插补，以获得缺失值的初始估计，基于此，构建表征数据局部近邻结构的图模型；然后，提出融合图正则化和Schatten-p范数最小化的交通数据缺失值恢复模型；进一步，提出基于交替方向乘子框架的优化算法，求解缺失值恢复的最优化问题，得到最终的数据恢复结果；最后，用实际的高速公路交通流量和速度数据比较多种方法的恢复误差，同时给出所提方法的参数敏感性分析. 实验结果表明:在完全随机缺失、随机缺失和混合缺失模式下，缺失率为10% ~ 50%时，相比于局部最小二乘、概率主成分分析和低秩矩阵补全等方法，基于图正则化和Schatten-p范数最小化的算法恢复误差降低了3.02% ~ 28.49%.      

两列车在隧道中交会期间的压力瞬变的数值计算

以一维可压缩不稳定等熵流理论为基础提出了一个种适用范围较为广泛的计算会车期间压力瞬变的方法。建立了模拟会车期间流动的边界条件方程,提出了一种新的跟踪列车运动的网格系统。通过与实测的会一期间压力瞬变曲线对比,验证了本文中提出了的方法。并对会车期间的压力瞬变的特征进行了讨论和分析。     

卫星导航中一种新的能量压缩算法

针对卫星导航系统,特别是采用直接序列扩频的卫星导航系统,利用其循环平稳特性,采用陷波滤波器滤除伪随机码频谱中一些频率,然后再用载波调制信号.信号处理后卫星导航信号的能量大大降低,而伪随机码与本地码的相关特性保持不变,即,码测距精度不变.这种处理后的弱卫星导航信号可以寄生在其它卫星,而不被发现,从根本上提高了系统的抗干扰能力.最后并通过仿真验证了方法的可行性.     

基于半物理仿真的盾构机临境化虚拟训练系统

针对目前盾构机操作人员在实际施工环境下进行操作训练的不切实际性,而大多数虚拟训练系统又仅体现出演示性系统运动,却不能实现基于系统运动学及动力学进行真实训练的现状,提出基于半物理仿真的盾构机虚拟训练系统构架。建立以盾构机动力学模型为核心的虚拟样机模型,将STM32作为系统的控制器,用信号转换器完成信号的转换。采用半物理仿真的方法,用户可以通过在人机界面上进行盾构机的模拟训练,并可以临境化进入盾构机内部,以不同角度查看虚拟训练的效果,最终借助Unity3d实现盾构机的运动系统的展示。     

基于贝叶斯原理的车次号追踪方法

在铁路行车调度指挥中,需要实时掌握列车在路网中的实际位置.本文对承载 列车位置信息的车次号追踪方法的实现和优化进行研究.在分析车次号追踪问题基础上 给出了问题的数学描述和依赖于信号状态及列车行车计划的车次号基本追踪模型,并在 此基础上,构建了基于贝叶斯原理的车次号追踪优化方法和模型.采用津秦高速铁路数据 对实现的车次号追踪模型进行仿真和分析,并对车次号追踪模型在各种约束下的实现结 果进行比较分析.结果表明,该优化的车次追踪算法能有效地降低车次号追踪的误判,具 有良好的容错性和鲁棒性.     

Design of rail pressure tracking controller for novel fuel injection system

This paper proposes a rail pressure tracking controller based on a novel common rail system. A mathematical model, based on physical equations, is developed and used for feed forward control design. Rail pressure peak sampling mechanism is designed to remove the disturbance of rail pressure due to fuel injection. An enhanced tracking differentiator is designed to get smooth tracking signal and exact differential signal from signal with noise. Double loop control strategy is designed to decouple the system and to improve dynamic performance of the system. Experimental results indicate that fluctuation of rail pressure is within ±1 MPa in steady condition, while within ±3 MPa in transient condition, which verifies the effectiveness of the proposed rail pressure control strategy.     

����Ԫ���Զ���ģ�͵ĵ����г�׷�������о�

在轨道交通系统中,列车的运行控制系统是确保列车运行安全和提高列车运行效率的核心子系统。列车运行机理的分析,列车追踪模型和算法的建立,是开发列车运行控制系统的基础。本文根据地铁列车追踪运行的特点,建立了固定自动闭塞系统下的元胞自动机模型,并对北京地铁2号线进行了模拟仿真。通过时空图和速度—时间—位移图,我们研究和探讨了地铁列车追踪运行的一些主要特性,分析了速度、时间、位置之间的相互变化。模拟结果再现了地铁列车运行时列车流的动态特性。通过对比分析模拟结果和实际运行结果发现,所提出的模型是一种有效的模型,可以很好地用来描述地铁中列车运行的特点。     

基于时空轨迹跟踪的交通流特性参数检测分析

基于视频的交通流检测在智能交通系统中具有重要意义.本文针对广泛采用的低位摄像机,提出了一种交通流特性参数的检测分析方法.首先基于三级虚拟检测线和自适应更新率局部背景建模来快速提取车辆特征点并消除活动阴影对提取精度的影响;然后基于Adaboost（Adaptive Boosting, 自适应增强）分类器实现特征点按车分组,并在跟踪过程中根据运动特征相关度消除分组误差,获取高精度的车辆轨迹;进而自动生成多车道轨迹时空图并提取各车道交通流的多种特性参数.实验结果验证了算法的高效性;同时,自动生成的多车道轨迹时空图也为更多的交通信息获取和更深入的交通流特性分析提供了有力支持.     

基于VRML实现数控车床操作与加工仿真

分析了数控机床仿真现状,提出了基于VRML建立数控机床仿真环境的方法，并按照机床操作规范完成操作仿真，同时实现了由数控代码驱动数控车床加工过程的仿真。     

基于主动发送/串口监听模式的实时数据采集

针对数据采集中的实时性问题，提出了一种新的数据采集方案．该方案建立智能设备主动向串口发送数据，应用计算机多线程技术建立串口监听线程．去掉了传统数据采集方案串口通信中握手和断开连接的过程，同时也保证了数据传输的可靠性．实验结果表明，每次传输20字节时，传输时间可以缩短到原来的约20％。该方案方案已经得到了实际应用．     

����ʱ�չ켣���ٵĽ�ͨ�����Բ���������

基于视频的交通流检测在智能交通系统中具有重要意义。本文针对广泛采用的低位摄像机,提出了一种交通流特性参数的检测分析方法。首先基于三级虚拟检测线和自适应更新率局部背景建模来快速提取车辆特征点并消除活动阴影对提取精度的影响;然后基于Adaboost（Adaptive Boosting,自适应增强）分类器实现特征点按车分组,并在跟踪过程中根据运动特征相关度消除分组误差,获取高精度的车辆轨迹;进而自动生成多车道轨迹时空图并提取各车道交通流的多种特性参数。实验结果验证了算法的高效性;同时,自动生成的多车道轨迹时空图也为更多的交通信息获取和更深入的交通流特性分析提供了有力支持。