分布式卫星InSAR系统基线转换精度分析

在研究分布式卫星干涉合成孔径雷达(InSAR)系统空间几何关系模型的基础上,区分出测量基线、修正基线和干涉基线,提出了从测量基线到修正基线的转换方法,并且分析了分布式卫星InSAR系统测量基线到修正基线转换的主要误差源全球定位系统(GPS)测量误差与部位修正误差.通过计算机仿真分析,得出了GPS双频测量误差占主导,部位修正误差对基线测量精度影响也不可忽略的结论.该结论对分布式卫星InSAR系统的设计与优化具有重要的指导意义.     

城区时间差测量模型与校准分析

在射频传感网短基线时差定位(Time Difference of Arrival, TDOA)中, 到达时间差的测量是一个重要问题.时间差的测量精度除了受到测量接收机本身系统频响特性影响外, 城区无线电波传输环境是影响时差测量精度的重要因素.本文对影响时差测量精度的系统测量误差、城区非视距传播引起的误差进行了理论分析, 给出了测量误差的类高斯概率分布模型, 提出采用校准源提高时差测量精度的方法并验证了该方法的合理性.     

波长整周数差值的测量误差

利用虚拟基线测向法,可基于相差测量求出波长整周数的差值。通过分析相差测量误差对波长整周数差值的影响,导出了波长整周数差值的均方根测量误差,由此证实波长整周数差值误差对单基线相差测向精度的影响是较小的。     

单脉冲雷达系统误差特性与分离方法研究

新体制下靶场配备的单脉冲测量雷达系统误差难以满足精度指标要求.文中通过对大量实验数据的分析和研究,提出了系统误差特性分析与回归分析相结合的脉冲雷达误差分离方法.首先,利用误差影响函数,定性分析测量误差模型中各种误差成分;然后,通过模型辨识理论和回归分析方法分离系统误差.用该方法对实测数据进行误差分离,结果表明,该方法能较好地分离出残留误差成分,为设备查找问题提供充分依据,同时有效提高了数据处理结果的精度.     

多次散射影响下激光大气透射仪测量误差研究

针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问 题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受 基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo 法和 Bouguer-Lamber 定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过率;其次,根据仿真结果,对不同能见度条 件下多次散射 影响程度进行分析;最后,结合可变基线与可变接收机视场角的透射仪工作原理,给出能见 度误差分析模 型。结果表明,应用激光大气透射仪进行能见度测量时,能见度越低,多次散射对测量精度 的影响越严重, 选取适当的基线长度和接收机视场角对减小多次散射引起的测量误差有重要意义。     

多模光纤损耗测量精度的研究

我们从光纤损耗测量的物理机理出发,对影响多模光纤损耗测量精度的各种因素进行了详细的分析,建立了各误差与总测量误差关系间的方程式,并对最近结束的全国多模光纤损耗测量比对的数据进行分析,从而第一次得出了影响测量精度的各误差因素与总的测量误差之间的定量关系。我们认为可以从三方面进一步提高多模光纤损耗测量的精度。     

面向下一代低低跟踪重力测量的星间激光干涉测距系统误差分析

星间激光干涉测距系统是下一代低低跟踪重力测量卫星的核心载荷,要求实现纳米级位移测量精度.针对此要求,设计了一种具有锁相应答转发体制的激光干涉测距系统,依据系统组成与工作原理推导系统测量原理、频率传递关系,顶层剖析分解激光干涉测距系统中的测量误差项,对各误差项建立预算模型,并进行合理的数值计算,总体实现优于7.5 nm/Hz1/2@0.1 Hz(0.1 Hz为傅里叶频点)的星间距离变化测量精度,满足下一代低低跟踪重力场高精度反演对星间激光干涉测距系统的测距需求.     

机载双天线InSAR运动补偿误差的影响分析

 干涉SAR运动补偿是实现高精度机载干涉SAR测量的关键。该文针对运动补偿误差对机载双天线干涉SAR测量的影响进行了详细的分析。首先在参考高程无误差和有误差两种情况下对运动补偿残余误差进行建模;随后分析了无测量误差条件下运动补偿残余误差对干涉相位和平面定位精度的影响;接着分析了存在航迹测量误差和基线测量误差条件下运动补偿残余误差的影响;最后,通过仿真和实测数据实验验证了理论推导的正确性。该文的分析结果为机载双天线干涉SAR系统设计和数据处理提供了理论基础。     

基于TDOA的短基线测向精度分析与仿真

根据TDOA短基线测向原理,分析了影响其测向精度的因素,包括基线长度、基线长度测量误差、时差测量值和时差测量精度,并进一步研究了不同时差测量法下,影响时差测量精度的因素。在此基础上,对各因素造成的测向精度变化大小进行了仿真研究,得出提高短基线测向方法测向精度的结论,指出该测向方法的适用范围。     

基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析

飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°~1°范围内以及飞行高度在1 000~8 000 m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23~65 m;斜视定位（-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°）大地高误差为20~30 m,平面定位误差为24~71 m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。     

基于异步通信链路的星间基线精密测量技术研究

卫星成员之间信息共享、星间基线测量是分布式航天器(Distributed Spacecraft,DS)实现多星协同完成天基虚拟探测任务的关键技术。该文提出一种分布式航天器星间通信/基线测量的综合链路体制,重点研究了基于星间异步通信链路的双向异步传输帧非相干扩频测距的方法,详细给出算法的计算公式推导和模型误差分析。技术验证系统的实验结果表明该文提出的方法性能指标先进、信道利用率高、功能集成度高,为型号任务提供了一种先进的设计理念。     

基于GDOP的四星时差定位精确度分析

针对四星时差定位系统,提出一种基于几何精度衰减因子(GDOP)的定位精确度分析方法。该方法基于四星时差定位原理推导三维定位精确度模型,理论分析时差测量误差与站址误差对该三维定位精确度模型的影响。通过仿真验证四星不同布站情况T型、Y型、方型及不规则型对定位精确度的影响,并进一步研究在不同布站情况下的基线长度、卫星轨道高度、目标高度等对定位精确度的影响。仿真结果表明,四星时差定位在Y型分布时具有最佳的定位精确度;并且定位精确度随基线长度与卫星轨道高度的增加而提高,随目标高度的增加而降低。     

星间相对运动补偿算法

针对卫星间的相对运动误差问题,提出了一种即时准确对相对运动误差进行补偿校正的方法。对星间距离与钟差解耦原理进行研究分析,推导出由于卫星之间的相对运动造成的误差表达式,为消除相对运动误差提供了理论依据。通过仿真相对运动误差,利用星间多普勒测量值以及其中一颗卫星速度进行处理,可以得到比较理想的相对运动补偿结果。以全球卫星导航系统(GNSS)星座卫星为例,最后得到的钟差测量结果可以将由相对运动造成的钟差测量误差降低到0.001 ns以下,为以后星间高精确度测量与时间同步提供了可靠保证。     

毫米波星间通信测距一体化技术研究

近年来卫星编队飞行和星间链路技术成为了航天领域的研究热点。在这种趋势之下,需要通过星间的相互通信与相对位置测量来保障编队构型的相对稳定以及实现星间协作。将星间通信和星距测量融合到一体化平台中可以实现通信测距一体化,能够降低负载,符合当前卫星的发展趋势。针对卫星毫米波星间链路设计了一体化波形,同时提出一系列信号处理技术完成波形的同步以及分离,实现了星间通信测距一体化。针对分离波形以及功放非线性对通信信号的影响,使用了基于深度学习的信号检测算法,降低了通信数据的误比特率。仿真结果验证了所设计的一体化波形及信号处理技术在星间链路应用的可行性。     

一种低仰角对流层折射修正的新方法

大气折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲,测量数据对流层折射修正的精度直接影响到飞行目标轨(弹)道确定的精度。考虑到对流层折射修正的精度和效率以及5°以下低仰角数据传统修正方法具有较大的误差,通常不对测量数据进行实时对流层折射修正,这使得实时定位的精度受到较大影响。文中提出了一种基于光电传播几何路径迭代的对流层折射修正新方法,解决了修正精度和实时性不能兼顾的问题。经大量无人机校飞和载人航天工程外场实测数据验证,该算法能够实时有效地消除低仰角对流层折射偏差,对高仰角测量数据的对流层折射修正亦具有较高的精度。     

RW-MC:self-adaptive random walk based matrix completion algorithm

Concerning the continually perceiving performance of virtual access points (VAP) was urgent in software-defined wireless network (SDWN),with the features of VAPs’ measurement data (VMD),a self-adaptive matrix completion algorithm based on random walk was proposed,named RW-MC.Firstly,the discrete ratio and covering ratio of VMD account for a sample determination model was used to claim initial samples.Secondly,random walk model was implemented for generating sampling data points in the next iteration.Finally,a self-adaptive sampling redress model concerning the differences between the current error rates and normalize error rates of neighboring completion matrices.The experiments show that the approach can collect the real-time sensory data,meanwhile,maintain a relatively low error rate for a small sampling rate.     

基于超阈值时间技术的激光关联成像

针对现有基于全波形采样的激光关联成像回波采集数据量大且测距精度和测距分辨率受限于采样率的问题,研究了一种基于超阈值时间(TOT)技术的激光关联成像方法。利用基于TOT技术的时间宽度或峰值反推方法获取回波信号的强度信息,分析了TOT响应阈值选取、激光脉冲宽度、TOT测量误差对激光关联成像重构结果的影响。结果表明:基于TOT技术的回波信号获取方法可以实现激光关联成像;TOT响应阈值选为回波信号峰值的35%、激光脉宽不小于30个采样间隔、TOT测量误差的均方根误差小于1个采样间隔,能够保证较好的重构质量。此外,基于峰值反推获取目标回波信号强度信息的方法比基于TOT的时间宽度表征方法更准确。     

高精度数据采集电路设计及通道交叉干扰分析

为满足多路远距离电流信号高精度采样的需求,设计了一种基于FPGA的高精度多通道数据采集存储电路。分析了测量电路各模块误差产生的原因,用电路等效理论推导了多通道采集时通道间交叉干扰引入的测量误差,从设计角度出发,提出了减小误差提高测量精度的方法。对设计的多通道采集电路进行了多次测试实验,测试结果表明,采集电路可实现对8路4~20mA电流信号高精度采集测量,测量精度优于0.1%。     

多角度动态光散射角度误差对权重估计的影响

角度权重估计是多角度动态光散射测量技术的重要环节,其方法可依赖于光强均值或光强自相关函数基线。角度误差对颗粒粒度分布测量准确性的影响在很大程度上取决于角度权重系数的估计。通过对模拟和实测动态光散射数据的反演,研究了角度误差对基线值法和光强均值法进行权重估计对粒度分布反演的影响。结果表明:采用两种方法进行角度加权,无角度误差时反演结果无显著差异。存在角度误差时,误差对光强均值法反演结果的影响大于基线值法,并且对大颗粒的影响显著大于对小颗粒的影响。导致这一结果的原因在于,当散射角存在误差时,基于Mie理论的光强均值法得到的权重系数为理论值,与实测的光强自相关数据所对应的权重系数存在偏差。而且随着颗粒粒径的增大,Mie散射光强随散射角变化呈现出更为剧烈的波动,致使这种偏差加大。因此,采用基于Mie散射理论的光强均值法进行角度加权,对多角度光散射测量装置应提出较高的精度要求。     

Improved calibration method for airborne ATI-SAR baseline

Airborne Along-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar (ATI-SAR) baseline error is a main error resource affecting the precision of velocity measurement of moving objects and therefore should be calibrated externally. The Jet Propulsion Laboratory (JPL) has proposed a calibration scheme for tasks of PacRim98 and PacRim2000 based on several static objects on the ground. In this paper, the influence of phase center uncertainty on baseline determination by using PacRim method proposed by JPL is analyzed. According to the analysis, the phase center uncertainty can cause a constant part of error to the result of baseline calibration. In order to deal with this problem, an improved calibration method on the basis of sensitivity equations and some ground moving targets, whose velocities are already known, is proposed in this paper. The simulation results show that our proposed calibration method has improved the accuracy of baseline calibration and has obviously prohibited the effect of antennas?? phase center uncertainty.