旋转平台绝对运动信息测量系统

针对当前旋转平台输出的运动信息没有时间刻度问题,设计一种带有GPS时间的运动信息测量系统。采用单片机STM32F103ZET6作为测量系统的主控单元,一方面通过串口采集GPS接收机模块提供的时间信息,另一方面运用单片机采集旋转平台上增量式光电编码器输出的脉冲信息,并实现两类信息的融合、存储;最后对系统测量精度从时间信息与运动信息两方面进行分析、优化与测试验证。测试表明:系统采用8 MHz无源晶振时,时间信息测量误差在±20μs以内;转台转速为1 r/s,半径为1 m,编码器光栅线数为10 000线时,该系统为转台提供的位移精度优于0.1 mm,满足测试应用需求。     

基于FPGA的快速捕星方法实现

为了解决高动态GPS接收机硬件实现快速捕星的问题,提出了一种基于FPGA的利用多通道码相位进行并行捕获的快速捕星方法.该方法分析了码相位并行捕获算法原理及其实现存在的问题;讨论了接收通道数对捕星时间的影响,提出了扩展GPS接收机的通道数保证所有卫星同步搜索的相关器方法;在FPGA开发平台上,实现了并行32通道共享一路基于码相位并行捕获FFT/IFFT模块的快速捕星方法.测试结果表明:基于FPGA的快速捕星方法可行;冷启动条件下,捕星时间小于0.5s,与传统串行捕获方式相比速度有显著提高;应用于高动态GPS接收机实现了实时定位.     

基于时延特征的网络设备异常检测

随着互联网的飞速发展,网络设备的安全问题受到了广泛关注。针对现有的网络设备异常检测技术存在破坏性强、检测难度大的问题,文中以网络设备传输处理数据包所花费的时延作为检测依据,提出了一种基于时延特征的异常检测方案。所提方案采用了侧信道分析的方法,无须对网络设备进行升级改造,具有非侵入、易实施、广域性等特点。首先,使用高精度授时技术时戳机采集家庭路由器传输数据包时的时延变化信息,采用遗传算法提取时延分布的峰值位置特征;然后,针对数据集不平衡的问题,使用一类支持向量机算法构建异常检测算法;最后,通过搭建实验平台验证了检测方案的有效性,并对实验结果进行了评估。实验结果表明,所提方法具备可行性和有效性。     

一种脚绑IMU辅助的行人室内定位定姿方法

针对低精度的室内移动测图和室内定位指纹数据库采集需求,提出了一种脚绑IMU辅助的行人室内定位定姿方法。使用零速修正和少量的坐标已知点,解算得到脚绑IMU的准确位置;将脚绑IMU的位置投影到背部,作为背部安装的定位定姿系统(POS)的位置修正信息,实现准确的位置和姿态估计。基于真实行人运动数据的仿真结果表明,该方法可行性高,且相邻2个坐标已知点的间距为50 m时能够保证亚米级的定位能力,横滚角和俯仰角差异小于0.1°,航向角差异为1°～2°。提出的行人室内POS方法具有成本低、操作便捷、精度高和不受环境影响等特点,能够有效提升室内环境下定位指纹数据采集效率以及降低动态参考值的获取成本。     

GNSS拒止环境下的手机车载定位研究

针对地下车库这类卫星定位失效场景下的手机端车辆定位问题,本文研究了利用车辆非完整性约束（nonholonomic constraints, NHC）和磁航向辅助惯导自主推算的定位方案。基于智能手机传感器,比较了在没有全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）辅助的条件下,补偿手机安装角和NHC杆臂、在线估计手机安装角和非完整性约束杆臂以及磁航向修正对定位精度的影响,并在2种典型的地下车库（多转弯和长直线）中进行了测试实验。实验结果表明：多转弯轨迹相比长直线轨迹更有利于非完整性约束性能的发挥;在多转弯场景中,在线估计手机安装角和非完整性约束杆臂并进行补偿的方案取得了最好的定位精度;在卫星信号中断500 m条件下,终点平面位置相对测量误差仅为1.66%;在长直线场景中,加入磁航向修正的方案定位精度最高;在卫星信号中断800 m条件下,终点平面位置相对测量误差为10.56%。     

基于智能手机内置传感器的地铁车站级定位

地铁运客高峰期,大众用户往往因无法在嘈杂的环境中听清语音播报到站信息而导致无法及时地做好下车准备。针对这一需求,提出了一种基于智能手机内置传感器的地铁车站级定位方法。该方法利用惯性传感器与磁力计的观测值以及解算出的水平姿态角来构建地铁车站间的指纹库,然后在实时定位时使用用户智能手机传感器观测值与指纹库进行匹配,从而确定用户即将到达的地铁站。实测结果表明,所提出的算法利用智能手机内置传感器能够实现可靠的地铁车站级定位,准确率达到98.4%。     

基于FPGA的GPS基带产生与控制模块设计

全球定位系统(GPS)基带信号可以用于导航定位设备的研发、性能测试以及生成式欺骗干扰信号的产生。针对一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的GPS基带信号产生与控制模块进行研究,主要通过硬件电路设计和软件代码编写,利用FPGA生成C/A码、P码,利用直接数字式频率合成器(DDS)产生L1、L2载波等功能,实现了多路可控增益GPS信号同时输出。测试结果表明,本设计输出增益可调、输出频点可控,可以为射频模块提供多路基带信号及控制信号。     

基于GNSS实时监测的土石坝表面变形时序分析

利用茜坑水库主坝GNSS自动化监测系统的实测数据,采用回归分析的方法进行坝体表面变形分析,建立包含水位和时间的数学模型,对观测墩位移变化进行预测分析,并结合实测值对预测值进行验证。结果表明,茜坑水库主坝上下游方向的变形主要由水库水位变化引起,竖直方向的变形主要由时效因素引起。通过建立水库上下游方向变形随水位变化的模型,结合实测数据修正,实现了有效的变形预测,预测结果可应用于变形监测系统的自动预警。GNSS自动化监测系统获取的长期、连续的变形数据,为分析土石坝表面变形的机制提供了数据支撑。     

InSAR技术在形变灾害监测中的研究进展

合成孔径雷达干涉测量技术(Interferometric Synthetic Aperture Radar,简称InSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究的热点。介绍了InSAR的基本原理和数据处理流程,论述了InSAR技术的最新进展,结合国内外的应用和研究实例,指出了存在问题和应用前景。     

一种中红外量子级联激光器的热模型

采用电路建模方法,通过分析中红外量子级联激 光器(QCL,quantum cascade laser)中增益的 热依赖特性,运用简化的二层级电子速率方程和光子速率方程,建立了能体现温度变化对中 红外QCL光电性能影响的等效电路热模型。热模型的建立,使得对QCL热依赖特性可 以运用通用电路仿真 工具进行模拟仿真,克服了数值分析方法计算复杂、模拟时间长的缺点。利用PSPICE软件对 模型进行模拟分析,分析结果与已报道的理论和实验结果一致,验证了模型的实用性和 准确性。