GPS L1C导航信号PMF+FFT捕获算法研究与实现

针对GPS L1C信号的频段特点,文中介绍了一种改进的匹配滤波器和FFT相结合的捕获方法。该方法有效结合了串行捕获与并行捕获的优点,在减少硬件资源的同时实现了信号的快速捕获,且在MATLAB平台上实现了伪码捕获的仿真及算法性能分析。该方法能提高导航系统在复杂环境下的抗干扰能力,为特殊环境下信号伪码捕获提供参考,可用于新型的导航信号接收平台的设计中。     

扩频信号的一种快速捕获技术

介绍了一种双频域并行捕获算法及其快速实现方法,该方法通过将时域的相关运算转换成频域傅里叶变换的乘法运算实现码相位的并行搜索,且基于频域圆周移位的原理,通过对傅里叶变换序列进行循环移位实现多普勒频率的并行搜索,大大减小了运算量和捕获时间。和其他算法相比,本算法捕获时间能缩小一个数量级,尤其适于宽范围高动态扩频信号的快速捕获。     

一种GPS软件接收机信号快速捕获算法研究

利用实测数据,对全采样点循环相关、1023点和1024点平均相关三种GPS信号捕获算法进行了峰-峰比、捕获概率、捕获精度和执行时间的定量对比分析。针对1024点平均相关捕获算法执行速度快,但对弱信号捕获灵敏度差的问题,提出一种基于多码长数据段叠加的1024点平均相关改进算法。该算法对载波剥离后的多码长数据段叠加后再进行1024点平均采样,从而使其既满足FFT快速计算的要求,又提高了信噪比。测试结果表明该算法在保持捕获快速性的同时,能够显著提高GPS弱信号的捕获概率,克服了传统1024点平均相关导致的相关峰-峰比损失问题,具有实际应用价值。     

基于FPGA的扩频信号快速捕获电路设计与实现

针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题.该方法采用伪码100支路并行捕获的方案,从而大大减少的捕获所需的时间,有效地改善了系统的性能.同时,在Altera公司的Quartus II软件中,使用硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法进行了电路的设计实现.最后,把电路下载到Altera公司的StratixEPlSSOB956C6芯片中完成调试,测试结果表明该方法具有较快的捕获速度和较好的捕获性能.     

PMF-FFT捕获算法部分匹配滤波器长度选取研究

高动态环境下具有较大的多普勒频移,不利于信号的快速捕获。基于PMF-FFT的快速捕获算法利用部分匹配滤波器结合FFT运算的方法可实现扩频信号的快速捕获,大大减少捕获时间,具有广泛的应用价值。本文通过建立数学模型,详细分析了PMF-FFT算法的特性,确定了部分匹配滤波器长度的影响因素和设计准则,为算法的实现解决了首要问题。     

双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法

针对长周期伪码捕获引发的军事通信信号捕获速度受限、效率低等问题,从时域快速捕获角度出发,提出了一种双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法。该算法利用复序列频谱的非对称性进行截断预处理;结合双块零扩展与圆周移位进行分块相关以减少运算量,提高捕获速度;采用能量补偿改善环境适应性,从而有效实现二维快速捕获。仿真结果表明,新算法的捕获速度及环境适应性优于传统的时域捕获算法。     

GPS L1C/A与L2CM导航信号联合捕获技术

对GPS L1C/A与L2CM信号的联合捕获技术进行了研究,利用双码联合广义差分技术解决导航数据位周期引起的跳变问题,提高其捕获灵敏度。而后引入了乘性检测方式,提高相关检测量的峰峰比值与算法检测概率,使其更有利于实现微弱环境下信号捕获。实验结果表明,该技术比单码捕获技术灵敏度提高了3 d B,在输入信噪比为-24 d B,发生数据位跳变时,成功捕获到卫星信号,检测量峰峰比为5.23,比传统算法提高了4.25倍。     

自适应检测窗伪码捕获算法

针对长伪码序列捕获中滑动串行捕获算法计算复杂度过高的问题,提出了一种自适应检测窗伪码捕获算法.该方法通过在不同信噪比条件下自适应构建检测窗,快速确定其在接收伪码序列中的位置信息,直接生成与接收伪码序列粗同步的本地伪码序列,完成捕获.仿真结果表明该方法大大降低计算复杂度并能在低信噪比条件下稳定工作.较之滑动串行捕获算法,该方法有更低的硬件实现复杂度,易于工程实现.     

INS辅助的GPS接收机快速捕获技术研究

GPS信号的快速捕获是设计高动态GPS接收机所必需解决的一项关键技术。在高动态环境下,载体和GPS卫星之间的高速运动使信号产生很大的多普勒频移,同时由于频域带宽的增加,使频域搜索点的个数增多,给接收机快速捕获带来了困难。在分析了传统捕获方法的基础上,研究了在惯性信息辅助下进行快速捕获的方法,结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显的减少接收机捕获的时间,提高接收机的捕获性能。     

基于延迟与累积结构的伽利略信号快捕方案

伽利略接收机的捕获速度是决定其能否应用于高动态环境的关键指标之一.基于延迟、累积捕获结构,提出了一种高动态Galileo卫星信号快捕方案.首先采用延迟、累积捕获结构寻找各颗卫星的BOC码起始点;然后对处理后的混频信号进行频谱分析,实现各卫星多普勒成分的分离、估计.该方案将传统的二维捕获过程简化为两个一维搜索过程,提高了捕获速度和接收机的动态适应能力.通过对模拟信号进行仿真实验,验证了该捕获方案的有效性.     

一种中远程反舰导弹机动搜索模型及其捕捉概率研究

建立了基于圆周运动的反舰导弹机动模型及其捕捉目标模型,给出了机动搜索导弹过载的要求,解决了中远程反舰导弹随目标距离的增加,目标捕捉概率大幅度下降的问题.仿真显示了机动搜索是一种有效、可行的方法.     

基于 CEP 的精确空投着陆精度评定方法初探

为科学、准确、客观地评定精确空投着陆精度,提出精确空投着陆精度的评定方法。借鉴圆概率误差(circular error probable,CEP)的评定方法,通过对空投试验的误差分析,获取着陆点的误差数据,剔除异常数据。对试验样 本进行正态性检测以及相关性检测后,采用相应的数学统计方法计算 CEP。结果表明,该方法能为评定精确空投系 统的性能提供数据支撑。     

平均采样与频谱截取相结合的循环相关算法

针对循环相关法捕获速度加快但是硬件资源消耗大的问题,提出了平均采样与频谱截取相结合的循环相关改进算法。该方法先将输入信号和本地生成信号分别平均分组重采样,以更小的模块进行FFT计算,再利用频谱特性对FFT的计算结果分别截取频谱分量,最后经过循环相关运算完成C/A码捕获。Matlab仿真结果表明:通过该方法可以得到输入信号的C/A码初始位置和载波载频,降低了运算量,更好地满足高动态接收机的实时性要求。但降低了信噪比,使幅值有所下降,抗噪声能力稍微减弱。     

基于频域FFT的P码直接捕获技术研究

为了提高定位精度和满足C/A码不可用的场合,文中提出了GPS(global positioning system)中基于频域FFT的P码直接快速捕获方法,并对不同信噪比情况下的峰值检测结果进行了Matlab仿真分析,接受信号较弱时,则采用视频累积方法.仿真结果表明,基于频域FFT的P码直接快速捕获方法可行.通过理论分析,与传统的滑动相关法相比,这种快速捕获方法的捕获时间缩短了十倍以上,捕获运算量也大大减少.     

运用辅助序列的快速变步长PN码捕获的新算法

扩频伪随机码同步是扩频接收技术中的关键技术。根据文献[1]中提出的引入辅助序列信号替代原伪码信号与接收伪码序列进行相关接收的新思想,设计了一种闭环变步长捕获的新结构,此结构与原无变步长的闭环捕获结构的仿真结果比较表明,新算法在长码,大偏移情况下能极大地缩短捕获时间,从而有效地改善了算法的平均捕获时间。同时,由于采用较大的相关积分时间,该算法的抗噪性能也能得到一定改善。     

鱼雷采办管理评估及分析

武器装备采办过程中的拖、降、涨现象一直困扰着军方,对此进行分析研究是有必要的。介绍了美国采用的一种国防采办管理评估方法,分析了其评估结果;根据统计和评估数据,对美国鱼雷采办现象进行了分析;指出了改善采办过程的一些途径：正确地认识和提出需求、树立渐进采办的观念、科学地确定指标、注重技术成熟度评估和项目管理成熟度评估等。     

振动声窄带信号采集与分析

水下航行体的振动、声信号采集处理是分析水下航行体振动噪声情况的重要过程,很多情况下采集分析的振动噪声信号为高频窄带信号。实航时采集记录设备采用同步实时有限数据采集记录速率的采集记录仪,利用Nyquist 定理的常规信号采集方法要求高频数据抽样将导致大量的数据存储和处理,增加了采集分析软硬件的成本。根据振动声高频窄带信号的特征,本文介绍了振动噪声高频窄带信号采集方法,信号复原及处理过程。通过对振动噪声实测数据进行处理分析,结果表明,当高频窄带信号采集前的带通滤波器的滤波效果不低于50 dB时,利用本文所介绍的振动噪声高频窄带信号采集方法可完全恢复振动噪声高频信号的信息,且数据采样频率可至少降低4倍。     

高功率微波孔缝耦合特性的数值模拟及防护加固技术

以提高无线电引信抗高功率微波干扰的能力为应用背景，采用基于时域有限差分方法（FDTD）的电磁场仿真软件XFDTD6．0，数值模拟高功率微波（HPM）的孔缝耦合特性。论文仿真和分析了矩形孔隙的微波耦合特性，讨论了入射波极化方向和孔径尺寸对耦合特性的影响，对比分析了矩形、正方形和圆形孔隙在相同入射条件下的耦合特性，数值模拟与前人的实验结果相吻合。结论表明：HPM孔缝耦合存在共振效应、增强效应与极化特性；在孔洞面积相同的条件下，正方形或圆形孔隙的耦合能量小于矩形孔隙。依据上述结论，提出了无线电引信对抗高功率微波的防护加固措施。     

天线阵列形状与MIMO系统空域相关性的分析

文中分析了影响MIMO系统空域相关性的因素。将空域相关性的研究建立在圆形天线接收阵列上,阵元均匀分布在圆周上。推导了圆形天线接收阵列处空域相关系数的通用解析式。并在均匀分布的来波功率角度谱下进一步评估接收信号的空域相关性,分析各个参数对相关系数的影响,并用计算机仿真图形来直观地展示推导结果。有助于MIMO系统实际性能的评估和设计。