一种存在阵列误差情况下的宽带DOA估计方法

相对于窄带信号,宽带信号阵列模型误差更加复杂和多样。文章首先给出了宽带信号条件下的阵列误差模型,利用四阶累积量估计出各频点上实际的方向矩阵,然后利用总体最小二乘(TLS)算法给出了一种存在阵列误差情况下的聚焦矩阵的求法。仿真结果表明此方法在存在阵列误差时DOA估计精度较高,稳健性好。     

基于北斗B3频点的低轨卫星实时定轨性能评估

基于自主研制的搭载于浙江大学皮星三号（ZDPS-3）任务的星载GPS/北斗双模接收机,在北斗B3频点上开展低轨卫星实时定轨仿真试验,对基于北斗（特别是B3频点）的实时定轨性能进行评估. 结果表明：B3频点的测距伪码码速率高,其抗噪声性能优于B1频点,有利于提升北斗导航系统下的低轨卫星定轨精度. 在建立观测模型和定轨算法模型并检验接收机实测数据质量的基础上,利用导航信号模拟器建立半物理仿真实验平台. 实验结果表明,在仅使用北斗二号14颗导航卫星的条件下,利用B3频点能获得明显优于B1频点的实时定轨精度,并且与基于处于完全运行状态的GPS的定轨精度相当.     

基于多频连续波雷达的最优加权跟踪算法

针对采用二次差频测距方式的连续波雷达初始测距误差大而且循环变化,跟踪精度不高的情况,提出一种对当前雷达量测值和目标预测值进行加权的跟踪算法.仿真结果表明该算法能够适应该体制雷达的测量特点,有效地跟踪目标.     

基于压缩感知理论的宽带信号波达方向估计

针对一维宽带信号波达方向(DOA)估计中聚焦变换算法需要角度预估值的问题,在双边相关变换算法基础上设计了一种无需角度预估值的DOA估计算法.首先,利用离散傅里叶变换(DFT)变换将宽带信号分解为若干个不同频点处的窄带数据模型.然后,通过本文改进的聚焦矩阵将不同频点处的窄带数据聚焦到同一参考频点,得到单一频率点处窄带信号模型.最后,采用改进阵列协方差矩阵稀疏迭代估计算法进行求解.理论研究和仿真实验结果表明,该方法在低信噪比和多快拍条件下比传统算法具有更高的估计精度和分辨率,且结合压缩感知理论有效降低了算法的运算量.     

动力学模型系统误差的随机加权估计

提出用新兴的随机加权估计算法对动力学模型系统误差进行估计,以控制动态模型噪声异常对状态参数估值的影响.该算法根据实际需要对动力学模型误差和状态预报值向量的协方差阵进行随机加权,以控制残差向量协方差阵和新息向量协方差阵的大小,削弱模型误差对状态参数向量的影响,提高动态导航解算的滤波精度.仿真结果表明,提出的随机加权估计算法的估计精度,明显优于经典Kalman滤波和抗差自适应Kalman滤波,能提高飞行器动态导航定位的精度.     

采用误差估计补偿的改进型零相位误差跟踪控制

针对伺服系统中零相位误差跟踪控制器(ZPETC)对系统建模误差和参数变化非常敏感的缺点,提出了一种改进型ZPETC设计方法.将信号估计器估计的跟踪误差和系统实时误差作为ZPETC的输入信号,控制器针对系统的跟踪误差进行实时补偿,从而减小零相位误差跟踪控制器受系统参数变化的影响,同时采用低通滤波器(LPF)来消除误差信号中的高频噪声.理论推导与仿真结果表明,该方案在保持伺服系统零相位滞后的同时,减小了系统的跟踪误差,提高了系统的跟踪精度.     

RSSI和距离区间映射的测距方法

无线传感器网络中传统的测距方法是建立接收信号能量(RSSI)和距离之间一对一的映射,没有很好地考虑RSSI随机变化较大的问题,测距误差较大。该文提出了建立RSSI和距离区间之间一对多的映射关系的测距方法。在离线阶段,建立RSSI和距离区间之间的映射关系数据库;在线测量阶段,用测得的若干个RSSI值查询数据库,将得到的若干个距离区间进行加权求和得到一个新的距离区间,再取该区间的质心进行测距。仿真结果表明,该方法具有较高的测距精度。     

结合稳健估计和Meanshift的视频目标跟踪算法

针对Meanshift目标跟踪算法对强噪声环境敏感的问题,提出了一种结合稳健估计和传统Meanshift的修正Meanshift算法.通过稳健估计修正传统Meanshift算法的核概率密度函数,提升Meanshift算法的鲁棒性.针对信噪比分别为60、30和0 db的仿真数据,将传统Meanshift算法和修正Meanshift算法的跟踪轨迹准确性和精度进行对比.结果表明,修正Meanshift算法能够实现目标准确跟踪,且跟踪位置的相对误差在1%以下.对于实际运动目标视频数据,所提算法也可以实现实时跟踪定位,克服了传统Meanshift算法目标跟踪丢失的问题.     

基于RSSI的近场低频无线测距研究

在提出和开发一种自主跟随引导节点移动的自主跟随机器人中,引导节点实时精确测距和定位必不可少。该文分别提出了基于RSSI近场低频的自适应信号衰减模型算法和BP神经网络估计方法。相对于传统的信号衰减模型算法,这两种方法对无线信号能量衰减问题表征能力更强。实验结果表明,两种方法都达到了较高的测距精度。总体上,BP神经网络估计方法算法精度优于自适应信号衰减模型算法,其测距绝对误差可以控制在0.1 m以内,但BP神经网络估计方法对样本数量及样本分布情况要求更高。     

估计偏差修正扩展卡尔曼滤波新算法

针对扩展卡尔曼滤波跟踪器在非线性系统目标跟踪过程中容易发散这一难题,在时差频差测量体制下,提出了一种基于估计偏差修正的扩展卡尔曼滤波算法．首先利用加权最小二乘算法求解标准扩展卡尔曼滤波状态估计偏差并进行线性修正;然后重新计算观测矩阵并且再次进行滤波估计,以减小局部线性化截断误差对于观测矩阵的影响,提升目标状态跟踪精度．仿真结果证明了所提算法具有较好的目标跟踪性能．     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

基于接收机信号重构的OFDM系统频偏估计算法

利用接收机判决后的OFDM信息数据重构FFT以前的OFDM信号 ,提出了一种OFDM系统中频偏估计的新方法 ,进而得到一种载波频率跟踪方法 .该方法具有不需要引导符号 ,算法简单 ,跟踪精度高等优点 .本文利用 6 4载波 1 6QAM的OFDM系统进行了仿真 ,结果表明 ,该方法对频偏的估计精度相当高 ,当系统存在 1 0 %的初始相对频偏时 ,对信噪比为 1 5dB和 1 8dB的AWGN信道的情形 ,利用本文频偏估计算法构成的跟踪算法仍有很好的跟踪能力     

基于矩阵加权多模型融合的认知跟踪波形设计

针对机动目标状态跟踪问题,认知雷达能够调整发射端波形来获取持续、稳健目标跟踪信息.本文基于矩阵加权多模型融合思想引入一种新的面向机动目标跟踪的认知雷达自适应波形设计方法(Adaptive waveform design method based on Matrix-weighted Interacting Multiple Model,AMIMM).首先,利用多模型思路对机动目标状态进行建模,并考虑各模型目标状态估计及其误差协方差矩阵中元素间相关性,以矩阵加权融合方式代替传统概率加权方式,进而构造基于矩阵加权多模型信息融合的跟踪算法框架;然后,以多模型状态融合后的状态估计误差协方差矩阵为基准,利用特征值分解(Eigen Value Decomposition,EVD)技术求取融合后状态估计误差协方差矩阵对应椭圆参数;最后,通过分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)来旋转雷达量测误差椭圆,使得量测误差椭圆与融合后目标状态估计误差椭圆正交,从而获得下一时刻认知波形参数,实现波形自适应捷变.仿真实验表明,与当前流行多种算法相比,本文所提算法能够进一步提高机动目标跟踪精度和稳健性.     

导航系统误差及其协方差阵的随机加权拟合

在现有基于移动窗口函数模型和随机模型的系统误差自适应拟合方法的基础上,提出了一种基于移动窗口观测模型的系统误差随机加权拟合法。该方法在相同的窗口内给出了相应的观测向量协方差阵的随机加权估计。利用修正后的观测向量及相应的协方差阵进行导航滤波计算,能有效地抑制观测系统偏差的影响,提高导航解算的精度。仿真结果证明,文中所提出的随机加权估计算法的精度,明显优于卡尔曼滤波和自适应卡尔曼滤波。     

电离层延迟估计下的AltBOC信号联合跟踪方法

针对电离层分离效应使Galileo系统E5 Alt BOC信号上下2个边带码相位不同步的问题,提出了一种基于电离层延迟估计的Alt BOC联合跟踪的方法。该方法根据双频电离层延迟差估计结果调整Alt BOC信号上下2个边带信号的通道时延,使2个频点信号码相位同步。通过组合上下边带各自的伪随机码,实现Alt BOC信号的双边带联合跟踪。理论分析得出该算法可以有效补偿由电离层导致的Alt BOC信号上下边带信号码相位分离,仿真结果表明,该方法能够有效利用Alt BOC信号尖锐的自相关函数,改善了信号接收的抗多径性能,尤其是在高信噪比下的抗多径性能。     

MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计

在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

大尺寸空间测量中转站误差分析与估计

为了评价飞机装配过程中大尺寸测量系统的现场测量精度,介绍了激光跟踪仪转站测量的基本原理.通过分析激光跟踪仪转站过程中的测量误差传递过程,提出对转站参数误差和转站误差的理论估计模型.该模型描述了公共观测点的配置和激光跟踪仪对公共观测点的测量误差对转站精度的影响.基于该模型,实现了对转站参数误差和转站误差的不确定度评定.利用蒙特卡洛方法对激光跟踪仪转站过程进行模拟,验证了提出的转站参数误差不确定度评定方法和转站误差估计方法的正确性.     

被动测距声呐中信号模糊对时延估计的影响

被动测距声呐中的关键技术问题是对两对水听器所接收信号的时间差进行估计.通常,这种时延估计的误差用Crammer-Rao下限来描述.本文利用现代估计理论中的Ziv-Zakai方法,结合被动测距声呐的特点以及有关模拟计算结果,对这种时延估计中的信号模糊问题进行了讨论.结论是:被动测距声呐时延估计中的信号模糊影响具有普遍性.在声呐的设计中可利用Ziv-Zakai理论作为分析工具,讨论各参数的取定,也可利用该理论对已知声呐系统的技术指标进行预估.     

用于深空通信的自主无线电接收机研究

深空通信中的自主无线电接收机技术在航天领域中有着重要的意义,它能在未知无线电信号特性的情况下自动实现信号参数的估计和接收机的重新配置.该文在无线电信号通用模型基础上,分析总结了自主无线电接收机的参数估计顺序和结构模型,讨论了参数估计的算法,并着重对粗估计阶段使用的利用归一化的准对数似然比的调制识别算法进行了改进和仿真分析.     

基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法

北斗B1频点信号采用二次编码结构,而二次编码使用的NH（Neumann-Hoffman）码会发生比特跳变,导致接收机捕获性能降低,对此,提出一种基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法.该算法将接收信号分为两路,利用延迟差分运算和测距码的双极性分别对两路信号进行处理,消除了NH码比特跳变带来的影响.在此基础上使用匹配滤波器捕获码相位,使用快速傅里叶变换搜索多普勒频移,实现了码相位和多普勒频移的同时捕获.仿真结果表明,提出的算法成功捕获到了NH码跳变的信号,且在相同虚警率下灵敏度相比部分匹配滤波和快速傅里叶变换算法约有1.03 dB的提升.