输入输出相关处理的RDSS通道零值测试

为了准确测量无线电测定业务(RDSS)通道零值,提出一种基于循环相关处理的测试方法.采用真实的RDSS信号作为测试信号,对导航卫星RDSS业务通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号进行希尔伯特变换、载波旋转,对载波旋转后输入输出信号进行循环相关处理,搜索相关峰值,由峰值点确定循环位移量,最后结合采样频率和测试系统的标校时延,计算得到了RDSS业务通道零值.提出的测试方法采样频率10GHz时,其测量不确定度优于0.2ns.     

基于数字接收机技术的RDSS通道零值测试方法

用于变频器群时延的测试方法不适合传输扩频信号的无线电测定业务(RDSS)通道零值测试;用示波器直接观察RDSS通道传输信号波形来实现零值测试的方法精度很差;本文提出方法采用数字接收机技术,用真实的RDSS信号作为测试信号,对RDSS通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号分别进行基于扩频相关的数字接收机处理,获取RDSS输入和输出数据中伪随机码起始点,最后根据采样周期、连接电缆、衰减器和功分器的时延,得到RDSS业务通道零值.分析和仿真结果表明:测试不确定度优于0.2ns,其准确性和测试精度也得到实验系统验证.     

实复转换式衰减信号参数估计算法

为抑制衰减实信号中负频率成分对参数估计的影响,提出一种实复转换式参数估计算法。预估计采样信号频谱能量最大值点的索引值;构造只含有负频率成分的参考信号,并将采样信号和参考信号相减实现实复转换,以抑制负频率频谱泄漏的影响;利用频谱两点插值算法得到频率偏差、衰减因子和复幅值的粗估计值,并重新生成参考信号和复信号;通过迭代计算得到精确的频率、衰减因子、初幅值和初相位估计值。以频率估计为例的仿真实验结果表明:所提算法可有效地抑制负频率频谱泄漏的影响,提高中高信噪比条件下的频率估计精度,特别是信号频率较低时的频率估计精度,提升了频率估计的综合性能。此外,在科氏流量计中进行了实测实验,检验了所提算法的有效性。     

基于自适应滤波的相位起伏控制方法

为改进时间统一系统鉴相的稳定性,提出一种基于自适应滤波的相位起伏控制方法.采用WidrowHoff最小均方算法设定后验滤波阈值,得到同步于GPS标准信号的频率.通过理论分析和仿真实验对时统系统输出信号的相位稳定性进行了验证.     

航天器高精度GPS导航定位技术研究

将GPS测量定位技术、求解卫星轨道摄动运动的Encke方法和广义Kalman滤波技术有机地结合在一起，提出了利用GPS实现低轨道航天器高精度自主导航定位的新方法——载波相位-伪距综合动态定轨技术，解决了GPS载波相位应用中动态解模糊和跳周修复的难题。以此为基础，提出了两个航天器之间的载波相位-伪距综合差分动态相对导航技术。数值仿真分析和半物理仿真实验结果表明，所提出的动态定轨技术是可行的，对提高GPS导航定位精度的效果是显著的，并且其模型、算法和软件具有工程实用性。     

一种激光多普勒信号的频率估计算法

分析了激光多普勒回波信号的特征,提出了一种激光多普勒信号的频率估计算法.用FFT(Fast Fourier Transform)技术求得信号的自相关函数,并由功率谱得到信号频率的粗估计,然后用粗估计值对自相关函数移频,并根据移频信号自相关函数在一点的相位,估计频偏,对粗估计进行频率校正得到频率估计值.在进行信号频率粗估计和求相位时,利用计算过程中得到的结果和FFT因子的对称性,减少运算量.仿真结果表明,本算法有较小的均方根误差和平均绝对误差,应用于激光多普勒测速实验,结果与仿真一致.     

基于线调频小波路径追踪和逐步解调滤波的滚动轴承故障诊断

在变转速工况下诊断滚动轴承故障时,广义解调算法中相位函数的确定依赖转速计等辅助设备。针对这一问题,提出了基于线调频小波路径追踪(Chirplet Path Pursuit, CPP)和逐步解调滤波的滚动轴承故障诊断方法。瞬时故障特征频率(Instantaneous Fault Characteristic Frequency, IFCF)在包络信号中具有幅值优势,利用这一特点,使用CPP算法从降采样的包络信号中提取IFCF趋势线,构造IFCF的相位函数;针对转频在信号中难以提取这一问题,采用重复估计转频的方式,计算潜在转频的相位函数;根据IFCF和转频的相位函数,构造逐步解调滤波算法,既可以恢复时变频率的周期性,又能降低噪声干扰,避免幅值较小的转频被噪声淹没;根据IFCF和转频在解调频谱的比值,判断故障位置。仿真和试验信号的处理结果证明了算法的有效性。     

基于Matlab的LFM脉冲压缩仿真

基于Matlab平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术。最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真,仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩,提高雷达的距离分辨力。     

研究和探讨数控直流电源

系统采用C8051F040 SOC型单片机作为数控直流电源的主控部件,通过巧妙的菜单设计使操作界面更具人性化,在与可靠的硬件电路相配合,实现了输出电压、电流预置、步进调整,并使输出的电压、电流以及简单的波形信号可直接显示到液晶显示器等功能.系统采用闭环控制方案,将实际输出的电压、电流值通过精密电阻采样反馈,经PID算法修正实际输出值,提高了电源的输出精度和稳定性.     

调相信号的一种数字化精确解调方法

介绍了一种用三参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的四参数最小二乘正弦波拟合算法，给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程。通过使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法，实现了正弦载波相位调制信号波形的精确解调。在调制信号是方波的情况下，给出了相位解调的仿真结果和其它参数的波动情况；在一个实测调相曲线波形上进行的解调分析，给出了相位调制波形的解调结果，同时，在调制信号是正弦波的情况下，给出了解调失真的计算方法和结果。本方法是评价载波为正弦波的调相信号的一种良好方法，准确度高、分辨力高，可用于调相信号源及其解调设备的指标评价和计量测试。     

高动态北斗B1I信号的快速捕获算法研究

高动态环境下,用户接收机接收到的卫星信号存在较大的多普勒频移,而实现定位导航和授时等功能对捕获算法提出了更高的要求.由于传统的时域串行捕获算法与基于FFT的并行码相位捕获算法存在时间复杂度高而造成捕获较慢的问题,本文采用改进的PMF-FFT捕获算法.捕获信号时,取2 ms输入信号与本地载波信号进行模二加后通过64个部分...     

激光干涉系统中若干信号同步问题的处理技巧

介绍了基于压电陶瓷(PZT)的激光干涉系统中若干信号同步问题:首先,针对采集卡 D/A 驱动 PZT 和 A/D高速采样二者的同步处理,介绍了分别利用 Visual C++改进软件算法和软硬件相结合实现同步的两种方法,并通过绘制 PZT 线性特性曲线比较两种同步方法的优劣;其次,针对常用采集卡对多路信号的采集是异步的,且采样频率越低,误差越大的问题,通过增加采集卡模拟量输入(IA)通道使用数目的方式,对四象限光电管四路信号进行对称布置的方法消除采样间隔引起的误差,实现相邻象限相差的高精度识别,同时起到了一定的滤波作用;最后,利用频谱特性分析了移动平均的滤波效果.实验结果表明该同步技巧能较大提高相差的识别精度,滤波算法能较好滤去背景光强及光电子器件引起的噪声.     

正弦波形同步采样条件的识别与判定

针对正弦信号同步采样的定量判定,以及不同步采样时同步误差的定量评价,提出了一种基于四参数拟合的评价判定方法,可避免同步判定时影响分辨力的1的计点误差。在此基础上,定义并实现了同步误差的定量评价。在实际正弦曲线、方波曲线和三角波曲线的采集测量实验上,验证了所述方法的正确性及可行性。使用单频数字滤波处理后,将其推广应用到非正弦周期信号的同步采集测量评价中。本文所述方法可用在对同步要求较高的采集测量系统的同步特性定量评价中,也可用在准同步采样测量中,用于定量给出同步偏差,以进行测量误差的补偿和修正。     

Quasi-synchronous sampling algorithm and its applications

Synchronous sampling is a commonly used method with good performance. However, when perfect synchronization is impossible, or when the signal contains interharmonics, undesirable asynchronous deviations between the sampling and some components of the signal may exist. Consequently, possibly large leakage or truncation errors may occur. Consisting of a quasi-synchronous window to reduce the long-range leakage, and a compensation algorithm to reduce the short-range leakage after normal FFT, the method described in this paper will give much more accurate measurement of many electrical quantities, e.g., spectral content of signal and phase difference between two periodic signals in power networks, than the traditional one     

Support Vector Machine Assisted GPS Navigation in Limited Satellite Visibility

This paper investigates performance improvement via the incorporation of the support vector machine (SVM) into the vector tracking loop (VTL) for the Global Positioning System (GPS) in limited satellite visibility. Unlike the traditional scalar tracking loop (STL), the tracking and navigation modules in the VTL are not independent anymore since the user’s position can be determined by using the information from other satellites and can be predicted on the basis of the states of the user. The method proposed in this paper makes use of the SVM to bridge the GPS signal and prevent the error growth due to signal outage. Similar to the neural network, the SVM is motivated by its ability to approximate an unknown nonlinear input-output mapping through supervised training. The SVM is employed for predicting adequate numerical control oscillator (NCO) inputs, i.e., providing better prediction of residuals for the Doppler frequency and code phase in order to maintain regular operation of the navigation system. When the navigation processing is in good condition, the SVM is at the training stage, and the output information from the discriminator and navigation filter is adopted as the inputs. Other machine learning (ML) algorithms such as the radial basis function neural network (RBFNN) and the Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System (ANFIS) are employed for comparison. Performance evaluation for the SVM assisted architecture as compared to the RBFNN- and ANFIS-assisted methods and the un-assisted VTL will be carried out and the performance evaluation during GPS signal outage will be presented. The proposed design is very useful for navigation during the environment of limited satellite visibility to effectively overcome the problem in the environment of GPS outage.     

卫星导航接收机时延测定技术研究

利用卫星导航接收机进行高精度授时同步是一种简单有效的授时同步手段。导航接收系统时延的精确测量是进行高精度授时的前提,其输出秒脉冲信号的时延更是影响远距离授时、时间同步的关键。围绕卫星导航接收系统时延的测定,通过分析卫星导航接收机的时延构成及特点,建立了卫星导航接收机的时延构成模型,制定了便于操作的卫星导航接收机时延测定的方法,搭建了一套完整的卫星导航接收机时延测定系统,并对系统进行了标定和实验验证。     

GPS卫星信号模拟器载波和码NCO研究与实现

论述了GPS(Global Positioning System)卫星信号模拟器载波NCO(数控振荡器)和码NCO的系统结构及作用,根据多速率信号处理理论建立DDS(直接数字频率合成器)模型,分析其信号频谱;根据泰勒级数压缩算法分析了载波NCO sine存储表压缩效率,提出了模拟器码NCO参数更新实现方式.利用verilog在Xilinx'ISE6.3中完成了载波NCO和码NCO的设计和仿真,并在FPGA中进行了实现.通过程序仿真与系统测试,证明本载波NCO和码NCO模块性能满足GPS卫星信号模拟器系统需求.     

超波束处理方法的快速实现及试验验证

提出了超波束处理方法在主动声纳中的快速实现方法。通过对阵元信号进行下变频降采样,并采用阵元信号先匹配滤波再波束形成的步骤,降低了信号处理的计算复杂度,使超波束处理方法易于在实时信号处理系统上实现。使用湖试数据处理结果验证了实现方法的正确性,并对超波束处理方法的性能进行了比较。     

Interpolation methods for time-delay estimation using cross-correlation method for blood velocity measurement

The cross-correlation method (CCM) for blood flow velocity measurement using Doppler ultrasound is based on time delay estimation of echoes from pulse-to-pulse. The sampling frequency of the received signal is usually kept as low as possible in order to reduce computational complexity, and the peak in the correlation function is found by interpolating the correlation function. The parabolic-fit interpolation method introduces a bias at low sampling rate to the ultrasound center frequency ratio. In this study, four different methods are suggested to improve the estimation accuracy: (1) Parabolic interpolation with bias-compensation, derived from a theoretical signal model. (2) Parabolic interpolation combined with linear filter interpolation of the correlation function. (3) Parabolic interpolation to the complex correlation function envelope. (4) Matched filter interpolation applied to the correlation function. The new interpolation methods are analyzed both by computer simulated signals and RF-signals recorded from a patient with time delay larger than 1/f(0), where f(0) is the center frequency. The simulation results show that these methods are more accurate than the parabolic-fit method. From the simulation, the worst estimation accuracy is about 1.25% of 1/f(0) for the parabolic-fit interpolation, and it is improved by the above methods to less than 0.5% of 1/f(0) when the sampling rate is 10 MHz, the center frequency is 2.5 MHz and the bandwidth is 1 MHz. This improvement also can be observed in the experimental data. Furthermore, the matched filter interpolation gives the best performance when signal-to-noise ratio (SNR) is low. This is verified both by simulation and experimentation.     

100 km光纤链路中小于100 fs分辨力的双光梳钟差测量实验研究

为了解决远距离光纤链路两端测量钟差限制在ps量级的问题,运用线性光学采样法测量钟差的基本理论,利用双光梳线性光学采样法完成了100 km光纤链路两端的钟差测量实验研究。通过梳齿压缩和色散补偿技术实现了光梳梳齿线宽和远距离光纤链路净色散量的优化,突破了高精度读取干涉花样中心时刻的难点,最终实现了高分辨力的钟差测量。通过时间间隔计数器与线性光学采样法测量光纤链路时延对比实验和100 km光纤链路钟差测量实验证明：基于线性光学采样法测量的钟差小于100 fs,能够有效满足高精度时间同步系统的要求。本研究为促进精密导航、高速通信和精准授时等领域的发展起到重要作用。