GNSS多系统PPP融合时间比对方法研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的建设和完善,多系统融合时间比对成为未来发展的趋势.基于中国科学院国家授时中心、捷克无线电工程和电子学院以及瑞典国家计量研究院3个国际重要守时实验室的时间基准系统中四系统GNSS接收机伪距与载波相位观数据,以及国际GNSS服务中心发布的多系统精密轨道和钟差等数据,开展GNSS多系统PPP...     

一种新的音频分析系统的实现方法

失真度是无线电信号测试的一个重要参数.提出一种以数字处理芯片DSP和MCU为基本结构,两路DDS芯片及幅值调节电路完成双音频信号发生,快速傅里叶变换来实现对正弦信号失真度的测量方法.DSP芯片为FFT算法提供的快速专用指令,使得程序在快速性和测量精确性方面有很大提高.上位机通过双口RAM完成对音频分析与信号发生模块的实时控制.实测结果表明,系统SINAD值测量准确度优于±0.3 dB、失真因素优于0.2%,可以有效的完成电子系统的综合测试并替代国外同类设备,满足实际应用需求.     

时频二维并行捕获算法的FPGA实现

针对传统接收机捕获算法捕获时间长的问题,提出了一种基于匹配滤波器和FFT相结合的捕获方法,该方法结合了串行及并行捕获的优点,在捕获码相位的同时获得多普勒频移,实现了码相位和多普勒频移的并行捕获。文章详细推导了匹配滤波器和FFT将结合捕获算法,并给出了其在FPGA中的实现方法。仿真及分析表明部分匹配滤波器和F丌想结合的捕获算法,在捕获速度及性能上更具优势。     

基于STM32的音频信号分析仪的设计与实现

该文主要论述了基于STM32F407VET6单片机的音频信号分析仪的具体实现。输入信号先经过信号调理电路处理后,经高性能12位并行ADS7819采样后再进入STM32控制器。该系统采用基-2时间抽取FFT算法分析音频信号的频谱,这样大大降低了运算量。该系统可以分析音频信号频谱和测量正弦信号失真度。可测量输入信号的频谱范围为20 Hz~10 kHz,输入电压幅值范围(峰-峰值)为5 mV~5 V。此外,系统还可以判定输入信号的周期性并测量其周期等功能。     

基于Walsh函数的多频率同步信号合成方法

多频率同步(MFS)激励信号源是实现生物电阻抗频谱多频率快速测量的关键,但目前尚无理想解决方案。通过研究提出了一种基于Walsh函数的MFS信号合成方法,论述了MFS信号的合成原理及合成步骤,并给出了5频率同步信号f(5,t)的合成实例及其FPGA实现方法。傅里叶级数分析表明,f(5,t)在其5个主谐波分量上的幅值较大,其功率之和占据信号平均总功率的73.91%,且具有相同的零初始相位。合成的MFS信号的主谐波个数可根据需要进行选择,且主谐波的频率也可以通过改变FPGA的工作时钟来调整,信号易于调节和实现,是一种理想的、可用于BIS快速测量的多频率同步激励信号源。     

接收机位置误差对GNSS定时的影响分析

不准确的接收机位置信息将会影响用户的定时结果。从理论推导和试验两方面研究了接收机位置误差对定时结果的影响。首先理论上通过对伪距观测方程求一阶微分推导得出定时接收机位置误差对定时的最大影响量;为排除卫星位置误差的影响,利用IGS提供的卫星精确位置,通过引入不同量级的接收机位置误差开展试验,对理论分析结果进行了验证;再通过接收机坐标置偏试验分析不同方向置偏不同量级的位置误差下GPS/GLONASS接收机的观测数据,分析了实际运行环境中的位置误差对接收机定时结果的影响。试验结果表明接收机的纬度、经度分量误差均会对定时结果的准确度和稳定度产生影响,纬度误差每增大1″,对GPS和GLONASS定时准确度的影响分别小于5、15 ns,对稳定度的影响分别小于10和15 ns;经度误差每增大1″,对GPS和GLONASS准确度的影响均小于1 ns,对稳定度的影响均小于10 ns;高程坐标分量误差每增加1 m,会出现约3 ns的定时偏差,对定时稳定度的影响则最大约0.3 ns/m。在实际应用中,用户可参考本文的结论根据所需定时精度的需求,考虑定时接收机输入坐标的精确度。     

基于GNSS信号模拟器的地球条件下空间物体接收器的测试

提出了一种利用导航场 GNSS信号模拟器对空间物体接收器进行测试的技术.其结构由两大模块组成,用以合成接收器与导航卫星的相对位移的场景及信号.在第一个模块中,根据已知的以表格形式或分析方法得到的接收器坐标,计算出接收器与导航卫星之间的距离以及它们的相对速度.根据这些数据,在第二个模块中,将导航旅行者信号和特定特征进行了合成,这些信号通过空气或电缆传输,到达接收器有一定的衰减.这允许在不同的运动场景下对飞机和太空物体的地面接收器进行测试,既降低了飞行过程中出现问题的风险,又可以避免巨大的经济成本.利用模拟器接近两艘宇宙飞船获得的真实数据对接收器进行了测试,展示了所研究技术的前景.     

基于现代信号处理方法的动态测量误差分析

动态测量误差信号是包含多分量的非平稳信号,成分的复杂性决定了对动态测量误差的分析和处理需要结合多种信号处理方法.如傅里叶变换、小波变换和神经网络等.分析了各种信号处理方法的原理及其在非平稳信号处理中的应用,建立了一个动态测量误差分析仿真系统,对系统输出的动态测量误差进行分析,将总误差进行分解,找出引起此总误差的各组成单元带来的单项误差,为进一步更精确的进行动态精度评定、动态误差诊断与控制,提供了科学的理论依据.     

一种基于多分辨分析的小波压噪方法

本文基于小波变换的多分辨分析算法,提出了一种对受白噪声污染的数据进行除噪处理的算法,尤其适用于对含有高频分量的信号进行除噪.仿真实验表明该算法既能有效除噪又能保护真实信息的细节特征.     

基于精确信息重构的故障转子系统振动加速度信号积分方法

在分析总结加速度信号时域积分法与频域积分法优缺点基础上,提出一种基于精确信息重构的故障转子系统振动加速度信号积分方法。该方法利用故障转子系统振动信号由转频、倍频及分倍频分量构成为主的特点对加速度信号进行快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT),通过特征频率分量提取并将所提取的分量的幅值与预设的阈值进行比较;幅值低于阈值的分量认为是噪声分量,予以剔除,高于阈值的分量保留并进行精确频谱校正;根据校正后各个频率分量的频率、幅值和相位积分重构出相应的速度信号和位移信号。精确信息重构方法在去除宽频噪声和保留有用特征信息方面有明显的优势。最后通过仿真分析和试验验证,结果表明该方法相对于传统的时域和频域积分具有更高的精度和优越性。     

基于GNSS模拟器的加速度辅助跟踪实验验证

具有外部辅助信息的接收机跟踪环路可以提高接收机的动态范围、跟踪灵敏度与抗干扰性能,但由于目前开展实际高动态实验非常困难,故不方便对辅助效果进行实际信号的测试。介绍了一种基于GNSS信号模拟器高动态场景采集的卫星信号与辅助信息,在软件接收机中进行捕获与跟踪处理的测试方法,其中辅助信息为用户-卫星视线速度和加速度。实验过程中采用一种根据捕获多普勒频率进行时间对齐的方法,将卫星信号和采集时间存在延迟的辅助信息进行粗略对齐。在介绍传统的速度辅助方法和一种新的加速度辅助方法基础上,分析辅助信息时间延迟对辅助结果的影响,最后基于上述数据分别测试并对比无辅助、速度辅助和加速度辅助的跟踪环路性能。结果表明,由于经粗略对齐后的辅助信息相比卫星数据仍存在约1.3 s的时间延迟,导致速度信息无法辅助高动态卫星信号跟踪,而采用加速度辅助方式可将30 Hz带宽环路的跟踪误差从0.031周减小到0.020周,最小跟踪带宽从22 Hz降低至10 Hz;加速度辅助的20 Hz带宽环路跟踪误差为0.029周。因此,加速度辅助方式可减弱辅助信息时间延迟对高动态信号辅助跟踪效果的影响,对于高动态接收机的工程实现有实际意义。     

面向服务的基于仿真的采办支撑环境体系结构研究

构造了面向服务的基于仿真的采办支撑环境体系结构,完成了基于仿真的采办支撑平台的初步集成和协同环境中协同管理服务、综合集成研讨厅服务、协同建模／仿真平台服务、协同产品数据管理服务等,对体系结构及服务实现中涉及的关键技术和实现方案分别进行了介绍。     

基于LabVIEW的光电信号采集和控制

本文设计了一种基于LabVIEW平台的光电信号采集和控制系统。通过设计、计算、布线、以及用感光法制作电路板等一系列步骤。使电路板实现光电信号的采集和控制功能。其中采集部分由LabVIEW输出信号通过放大后由红外发光二极管发出。光敏二极管接收信号放大后由LabVIEW采集并予以处理。通过LabVIEW输出的信号来控制两个继电器。从而控制三盏灯的有序变化。     

基于DSP的多路小信号数据采集系统

针对传感器输出的微弱电信号，介绍了以TMS320 LF2407A为核心的16路多通道数据采集系统，设计了前置放大电路和人机界面。DSP芯片内部集成了较多外设，所以硬件结构简单，抗干扰性强，实时性好，具有较高的稳定性和可靠性。     

基于LabVIEW的发动机振动信号采集系统

本文基于LabVIEW图形化编程语言,实现了发动机曲轴轴承处振动信号采集系统的设计,系统包括硬件和软件两大部分:硬件部分由传感器、调理电路、数据采集卡和计算机组成;软件部分主要完成信号采集程序的设计.通过对比验证,表明系统是稳定可靠的.     

一种基于DSP的声学信号采集系统设计

为了快速采集并借助专用芯片对信号进行实时处理,设计并实现了一种以TI公司高效率、低功耗的数字信号处理器TMS320VC33为核心的信号采集系统.它能够实时获取声学信号,能够实现各种灵活多变的信号处理算法.采用即插即用的USB通信接口,能够以1MB/s快速传输数据,完全满足声学/音频信号的采集密度要求.该设计方案电路精简,可靠性好,具有一定的通用性.实验证明:系统做为采集设备可以独立工作,也可以结合LabVIEW应用于虚拟仪器.     

Study on GNSS satellite signal simulator

Satellite signal simulator for global navigation satellite system（GNSS） can evaluate the accuracy of capturing,tracing and positioning of GNSS receiver.It has significant use-value in the military and civil fields.The system adopts the overall design scheme of digital signal processor （DSP） and field-programmable gate array （FPGA）.It consists of four modules：industrial control computer simulation software,mid-frequency signal generator,digital-to-analog （D/A） module and radio frequency （RF） module.In this paper,we test the dynamic performance of simulator using the dynamic scenes testing method,and the signal generated by the designed simulator is primarily validated.     

基于USB接口的音频信号采集系统设计

对USB总线技术进行了介绍。设计基于USB2．0接口技术的数据采集卡。介绍了USB的硬件设计、固件设计和驱动程序设计。给出具体的硬件设计方案;进行固件设计与驱动程序设计,介绍CY7C68013的GPIF接口的设计。利用USB与DSP技术实现音频信号的数据采集、处理与传输。     

压电薄膜式心冲击图信号采集系统的设计与实现

近年来,心血管疾病患病人数逐年增加,患病人群往低年龄层发展,对于心血管疾病的监测与治疗迫在眉睫.心冲击图（ballistocardiogram,BCG）采集系统是利用人体重力变化信号诊断心脏疾病的一种全新的无创检测方式.本文设计研制了基于压电薄膜的心冲击图信号采集系统.压电薄膜作为信号采集传感器,将检测到的电荷信号经由电荷灵敏前置放大器,放大（100倍）、滤波（30Hz）、工频陷波后得到可识别心冲击图信号.采集10位健康被试者的BCG信号,同步采集心电（ECG）作为参考,对其心动周期时间间隔进行分析对比,计算均值和方差并作相关性分析.结果表明系统采集BCG信号是有效的,BCG和ECG信号计算心率相关性较大.     

基于DSP的瞬态碰撞信号采集存储系统

针对瞬态碰撞信号的快速测量及记录,介绍了一种DSP TMS320LF2407A 为控制器,AM29LV800B为Flash闪存的瞬态信号采集存储系统.该小型化数据采集存储系统利用了DSP器件内的ADC模块,设计了包括信号调理电路、Flash存储器接口电路等辅助电路和相应的控制软件.利用压电晶体的碰撞试验验证了可行性,记录完整的实时信号数据.可应用于多种瞬态信号采集的场合,并能在系统掉电的情况下保持测试所得的数据,便于分析.