多普勒声纳系统原理及应用

多普勒声纳已成功应用于多种水下载体的导航。首先分析了水下导航的特点,推导了四波束配置多普勒声纳速度矢量的最小二乘估计,给出了误差速度的计算方法和物理意义,最后介绍了多普勒声纳在水下导航中的应用。     

水声通信变步长自适应多普勒补偿

针对水声通信中信号收发双方相对运动引起的多普勒效应,对于QPSK调制信号在自适应多普勒补偿的基础上提出一种变步长自适应多普勒补偿算法。该算法根据接收信号的均衡误差和相位估计,调节多普勒跟踪步长,估计出多普勒效应,通过线性插值法对接收信号进行多普勒补偿。通过计算机仿真,将其与恒定多普勒跟踪步长的自适应多普勒补偿方法进行了性能对比,结果显示该方法能够较好估计出多普勒效应,提高了接收性能。     

利用波束散射模型分析BBADCP的性能

为了对宽带声学多普勒流速剖面仪(BBADCP)所接收的海洋体积混响信号进行分析,提出了模拟水体环境散射的波束散射模型,并对BBADCP所接收的宽带回波信号进行了仿真.通过对仿真信号的分析,说明了波束散射模型的正确性.基于波束散射模型以及仿真回波信号,采用脉冲对算法进行了BBADCP的流速估计并分析了估计性能.性能分析说明了层厚、流速以及信噪比等因素对BBADCP流速估计的影响情况.这为进一步研究和分析声学多普勒测流提供了理论工具和仿真手段.     

基于平移不变小波变换的多普勒速度声纳输出信号处理

针对水下航行器组合导航系统所使用的多普勒速度声纳输出信号的特点,采用了平移不变小波变换的多分辨率分析的方法,利用Daubechies小波函数,采用了半软阈值去噪的方法,能够在低信噪比的情况下准确地估计多普勒声纳的频移,从含有噪声的多普勒输出信号中提取出原始信号.通过仿真实验表明:采用4层小波分解,算法计算量减小,有效地...     

GNSS接收机最优中频积累时间研究

分段相关-视频积累是一种典型的雷达信号检测方法,同时也可用于全球定位系统(GPS)或伽利略系统的卫星信号检测。该文重点分析了载波多普勒条件下分段相关-视频积累检测方法的性能,推导了平均处理损耗公式。在给定最大多普勒频偏和载噪比的情况下,采用平均处理损耗最小准则,分析了全球卫星导航(GNSS)接收机最优中频积累时间的计算方法和变化规律。在载噪比45 dB-Hz和最大多普勒频偏2000 Hz的条件下,该算法比经典算法减小了13.5%的平均处理损耗。     

基于多普勒测速的水下传感器时间同步算法

时间同步是水下传感器网络的关键技术,由于海洋中采用水声通信时传播时延高且存在多普勒频移,导致使用射频通信的陆上时间同步算法无法直接应用于水下环境。基于多普勒测速原理和节点在水下的移动性,提出一种新型的时间同步CD-Sync算法。利用具有聚类特性的分簇模型选择合理的簇首节点,并与水面信标节点进行簇内同步,且在同步过程中,同步节点利用多普勒原理估算节点间的相对移动速度,从而计算节点间的传播延迟。实验结果表明,与基于分簇时间同步MU-Sync算法和分布式时间同步NU-Sync算法相比,该算法可在缩短节点间距离并加快节点间同步收敛速度的同时,有效提高时间同步的精度。     

高速移动环境下无线信道模型的性能

针对移动网络在高铁通讯时存在接收信号不稳定问题,开展了多普勒效应及多径时延对正弦波叠加(Sum-of-Sinusoid,SOS)模型、XIAO模型(Jakes仿真器)和LIU Qian模型的影响研究.分析了3种模型的信噪比、相关性以及处理信号衰减的程度,结果表明,在多普勒效应及多径时延的环境下,SOS模型的算法复杂度最低,LIU Qian模型反之,而传递函数相关性最佳,XIAO模型对接入信号的衰落程度最小;在保证传输效率、信道容量足够的前提下,LIU Qian模型中接收信号的失真程度较小,更适宜作为高速移动环境下无线信道的研究模型.     

基于Keystone-FRFT的机动弱目标检测算法

针对机动弱目标检测中出现的距离走动和多普勒频率走动问题,在分析回波信号走动的基础上,提出一种基于楔形变换和分数阶傅里叶变换的弱目标检测算法。算法使用楔形变换补偿距离走动,利用分数阶傅里叶变换补偿多普勒频率走动,在低信噪比情况下能有效地检测机动弱目标。仿真分析表明算法有效。     

钟摆目标的微多普勒特征分析与提取

针对室内雷达目标的分类和识别问题,建立了室内钟摆目标的微动数学模型和回波模型,分析了室内钟摆运动产生的微多普勒特征.通过仿真钟摆目标的雷达回波,采用平滑伪Winger-Ville时频分析方法,提取了钟摆目标的微多普勒特征.结果表明:室内钟摆运动产生的微多普勒特征是周期为1/2钟摆周期的正弦调制.从仿真回波中提取的微多普勒特征与理论推导一致,验证了模型及理论分析的正确性.     

基于雷达校正的雨量插值研究

自动站点雨量数据到格点化雨量数据的插值方法一直在气象业务中有着重要应用,但传统插值法一般只考虑距离对估测点的影响,不能够真实地反应降水的落区分布.利用多普勒雷达资料对雨量插值结果进行校正,可使得插值后的结果较好地反映雷达反射率分布特征,也可以较好地克服反距离加权插值法的尖点问题.经过业务测试检验,基于雷达校正的雨量插值方法效果较为稳定,可以在业务中进行应用.