基于小波的改进GPS弱信号跟踪方法

针对GPS信号在室内、隧道、森林等复杂环境下,信号强度大幅衰减,以及形成多径等不利影响,提出了一种改进的GPS信号跟踪方法.该方法以传统GPS接收机跟踪环路为基础,在载波跟踪环节对Costas环进行改造,使用小波分析方法来降低鉴别器的输出噪声,以尽可能减少跟踪环路中诸多时变噪声对弱信号的污损.仿真结果表明输出信号波动明显减小,噪声得到了有效抑制,跟踪过程更加稳定.     

卡尔曼滤波在GPS微弱信号跟踪中的应用

本文用改进的自适应卡尔曼滤波方法实现对微弱 GPS 信号的跟踪,建立了跟踪系统的状态方程和量测方程,该方法提高了 GPS 接收机对微弱信号的跟踪灵敏度和稳定性。     

超级紧组合中弱GPS信号跟踪算法

在超级紧组合INS/GPS系统中,由于导航数据位可能会每20 ms翻转从而影响弱GPS信号的跟踪精度,因此提出一种基于能量估计的数据擦除算法。该算法通过估计整个相关积分时间的所有数据位组合,找出组合中能量最大的作为可靠组合去除导航数据位影响,使系统相干积分时间扩展至20 ms以上。经过高动态环境下仿真试验证明,在不需要导航位的先验知识条件下,该方法可以实现信噪比为16 dB-Hz弱GPS信号码和载波连续跟踪。     

软件GPS接收机弱信号捕获方法

为了提高软件GPS接收机弱信号捕获能力,研究了软件GPS接收机弱信号捕获的方法,分析了非相干积分的损耗和增益,通过非相干积分方法提高接收机灵敏度,对于存在多普勒频移的信号采用频率补偿方法改善非相干积分效果,采用实验方法确定检测门限,达到较好的检测效果。采用平方法测量精确频率,分析了不同条件下平方法的输出增益,仿真实验证明,合理选择数据长度和求和时间可以较大程度地改善频率分辨率。     

一种未知信号功率下的GNSS载波跟踪算法

利用卡尔曼滤波实现信号跟踪的导航接收机在城市等信号容易被遮挡的环境中,由于遮挡造成信号功率不同程度的衰减,接收机的跟踪精度会有所下降。在此背景下,文章提出一种载波跟踪环路的设计模型,利用自适应渐消滤波和卡尔曼滤波相结合的方法,使滤波器在先验信息不完整或者噪声统计特性不准确时仍接近最优。仿真结果表明在特定场景下,提出的方案较传统方案跟踪精度和稳定度有显著提高。     

一种高动态、弱信号GPS比特同步方法

为了实现高动态、弱信号条件下的GPS信号的比特同步,该文提出了一种基于差分相干累加的比特同步方法,简称差分累加法。该方法将一个导航数据比特周期内的复相干积分值与间隔为整数位导航数据比特长度的相应值进行差分相干累加后再进行非相干累加作为统计量,计算20个候选位置的值,最大值对应的差分相干累加起始位置即为导航数据比特边界位置,从而实现比特同步。仿真结果表明,差分累加法适合高动态、弱信号GPS比特同步。     

微弱GPS信号差分快速捕获算法

微弱GPS信号的捕获算法,是高灵敏度GPS接收机实用化的关键技术,但通常有效提高GPS信号捕获灵敏度的信号累积技术会消耗大量时间。通过对当前主要弱信号累积技术和捕获算法的分析,在总结其利弊的基础上提出了利用差分累积的微弱GPS信号快速捕获算法,并通过仿真验证了算法性能,利用实际采样数据证实了算法的有效性。     

一种改进的机动目标跟踪算法研究

为了克服＂当前＂统计模型下的卡尔曼滤波算法在跟踪匀速目标时误差较大的缺陷,文章分析了造成此缺陷的原因,通过改进基于截断正态分布下的加速度方差模型,提高了对非机动目标的跟踪精度,仿真结果表明,该算法能够准确描述各种机动情况。     

一种改进的Mean Shift运动目标跟踪算法

首先研究了Mean Shift算法(均值漂移算法),针对Mean Shift算法在跟踪视频运动物体应用中的不足,提出了将卡尔曼滤波预测的窗口和三帧差法提取的窗口通过加权的方式,产生一个新的检测窗口作为均值漂移算法的检索窗口,同时对核函数带宽和目标模型进行更新。实验表明经过优化的算法,对运动物体跟踪有了明显的改进,有了更好的鲁棒性。     

新的实现微弱GPS信号快速捕获的改进算法

为了能够在低信噪比下实现微弱信号的快速捕获,必须增加处理增益.要提高增益就要进行累积,而累积易受导航电文翻转和多普勒频偏的影响.为了克服两者的影响,传统的捕获方法通常采用相干加非相干累加的捕获算法,但是非相干累加又引入了平方损耗,并且对频率走动效应补偿有限.随着积分时间长度的加长,数据翻转和多普勒变化的影响会愈加突出,传统的算法已不能满足要求.对此,一种新的弱信号快速捕获算法被提出.该算法采用奇偶相间分别相干累加的方法进行数据补偿和并行多普勒搜索的方法进行多普勒补偿,从而在尽量延长单次相干积分时间的基础上,实现了多次相干积分结果的多次相干累加.最后计算机仿真验证,该方法是有效的和正确的,并且与传统方法相比,同样条件下,改进算法的累加次数是传统算法的1/8,捕获时间缩短了1/4以上.     

一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现

在某些高动态弱信号场景中,载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪,考虑锁频环较锁相环更为鲁棒,提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法,实现对GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪,差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上,算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现,在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理,在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在Matlab平台中实现算法的仿真,通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明,该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调,克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题,最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。     

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息.目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出.普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位.为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在...     

基于小波变换的GPS微弱信号捕获组合算法

针对战场环境下GPS信号易受到敌方压制式干扰而产生严重衰减,提出了一种相干积分、非相干积分和小波降噪相结合的组合算法。该算法先通过相干积分和非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免导航数据位可能发生跳变的特性,然后采用小波降噪技术,克服信号与噪声的频带相互重叠时,滤波效果变差的问题,实现对弱信号的捕获。仿真结果表明,采用20 ms的相干积分时间、5次非相干积分和小波降噪,可以接收比传统方法低5 dB信噪比的微弱GPS信号。这种方法容易实现,预测可靠,具有实际应用价值。     

一种改进的运动目标跟踪算法

为了进一步增加均值平移算法用于目标跟踪的准确性和鲁棒性,提出了加入目标位置的预测、对大目标间断采样、联合颜色信息与边缘信息建立直方图、采用多个候选目标优选与验证等4种改进方法,减小算法的计算量,提高算法的匹配速度,增强算法的适应性.使用Edinburgh大学提供的Workshop 1 front图像序列进行测试,分别得到了原算法与改进算法的Bhattacharyya距离,通过比较其平均值和标准偏差,说明了改进算法中最优匹配比原算法准确.使用自拍摄的复杂背景图像测试后,说明了改进算法的适应性.实验结果表明,改进后的均值平移算法对运动目标跟踪效果良好.     

模板匹配算法对运动目标自动锁定跟踪的研究

模板匹配技术是运动目标跟踪中常用的方法.在基于差值测度的模板匹配算法中,满足匹配准则的最佳匹配点与真实位置偏差较大,这在运动目标跟踪中,由于偏差的不断累加会造成跟踪不稳定,甚至目标的丢失.针对这一问题,提出了结合目标模板内像素灰度值的空间分布情况,不断地对模板进行修正的算法,使得跟踪的实时性和稳定性得以提高.仿真实验结果证明了该算法的有效性.     

Improved mean shift algorithm for occlusion pedestrian tracking

Occlusion pedestrian tracking is still a difficult problem in video surveillance, while traditional mean shift tracking algorithms fail to track these kinds of targets. Proposed is an improved mean shift tracking approach to solve this problem. Two aspects are improved for the traditional mean shift tracking algorithm. First, occlusion layers are used to represent pedestrian occlusion relation and the non-occlusion part of each pedestrian which is obtained according to occlusion relation is used for the mean shift tracking algorithm. Secondly, the states of the related occlusion pedestrians are gradually adjusted one by one to eliminate the occlusion effect, during the tracking process. The contrast experiment results show that the improved algorithm is real time for well tracking the occlusion pedestrians which cannot be tracked by the traditional mean shift tracking algorithm.     

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPS C/A码信号精密捕获算法

针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题,提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先,引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量,仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限;然后,通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率;最后,比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明,在相同接收数据长度的情况下,采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 dB。