神光-Ⅱ激光装置高精度时间同步时标系统

在使用高功率激光装置进行物理实验时,高精度时间同步的时标系统是实现物理过程精确诊断的必要条件。为了满足物理实验需求,该系统采用任意波形发生器输出信号时分复用结合高速电光调制的技术方案,同源产生了主激光、时标光、电时标和高精度触发信号等多路信号。时标系统共可输出532,355,266 nm三种波长共10路梳状时标光信号及8路梳状电时标信号、两路快前沿高幅值触发信号。时标信号与主激光时间同步抖动峰峰值达到12.80 ps,梳状时标光信号脉冲周期峰值抖动为6.40 ps,接近目前采用的测量系统极限。完成了时标系统在高功率激光装置中的应用演示,满足了诊断设备应用要求;对条纹相机不同扫程进行时间基准标定实验,可有效校准相机大扫程的时间误差。     

实时时钟／日历芯片MC146818及其应用

MOTOROLA公司生产的MC146818是CMOS实时时钟/日历芯片。该芯片可产生秒、分、时、星期、日、月及年等七个时标,程序能通过读写获得和修改这些时标,并能编程任意设定产生时隔为30.517μs 至1天的中断申请。该片提供100年日历,可广泛用于需要实时时钟/日历的测量仪器和为各种微处理器提供精确的时钟/日历,其主要特点是:(1)带有14个寄存器和50bit 供用户使用的静态 RAM:     

基于小波分析与神经网络的组合导航的研究

针对GPS/DR组合导航存在GPS信号被遮挡时无法对DR零点更新以及运动的高动态性造成卡尔曼滤波难以完全适应数据融合的问题,提出采用联邦卡尔曼滤波器数据融合与小波变换和正则化神经网络的DR位置预测模型相结合的方法。该方法由联邦卡尔曼滤波器得到较为精确的导航信息,与利用小波变换在不同尺度上融合所得到的误差信号输入神经网络,经过训练获得预测误差,在GPS信号失效时与导航信息相加实现精确实时定位。仿真计算结果表明,该方法可以提高导航系统的精度和速度,该模式有较好的鲁棒性,具有实用价值。     

时频联合分析在闪电定位中的应用

为了揭示闪电甚高频（very high frequency,VHF）辐射源的时频特性,探索时频分析方法在闪电VHF辐射源定位中的应用,文中利用Wigner-Ville分布（Wigner-Ville distribution,WVD）对闪电宽带VHF辐射信号进行了时频分析,提出一种半二维相关（semi-two-dimensional correlation,STDC）时延算法来实现闪电VHF辐射源的定位,并通过数值模拟和人工引雷观测数据对定位算法进行了验证.时频分析结果揭示了在纳秒尺度上,先导宽带VHF辐射"倾斜状"的时频分布特征中高频辐射先于低频成分到达,典型的倾斜斜率约为-3 MHz/ns.提出的时频定位算法可以计算信号不同频率成分的时延,便于去除干扰点影响.利用本算法对一次人工引雷直窜先导进行了定位分析,通过舍去调频（frequency modulation,FM）干扰,能够清晰描绘先导VHF辐射源的发展过程,定位结果与高速摄像图像吻合,进一步丰富了短基线VHF的定位方式.     

BP神经网络在车辆组合导航中的应用研究

针对车辆GPS/DR组合导航系统在GPS信号被遮挡时无法完成DR零点更新的问题,提出了基于BP神经网络的DR位置误差预测模型来解决该问题。在GPS有效时,该算法采用基于平稳小波变换的扩展卡尔曼滤波器对GPS/DR信号进行数据融合得到车辆实时的精确位置,与经平稳小波变换软阈值模平方去噪法处理的DR位置数据进行平稳小波多尺度比较获得DR位置误差;然后用BP神经网络建立DR位置误差预测模型,为了提高所用网络的泛化能力,采用了贝叶斯正则化规则训练网络。在GPS失效时,利用已建立的预测模型预测DR位置误差来修复DR位置数据,实现车辆行驶在复杂路径下的实时精确导航定位。仿真表明,该算法对车辆GPS/DR组合导航系统有效。     

基于实时解调的AIS信号侦察

针对日益增强的船舶自动识别系统（AIS）信号侦察需求,以实 时解调为主要侦察手段,结合采样数据存储,提出了一种通用的AIS信号侦察的FPGA设计方 案。通过乒乓操作、高精度计时器等设计,解决了AIS侦察的实时解调、标准时隙校准、高 精度时标等问题。试验结果验证了该设计的实用性。     

基于光电-电光变换的高功率激光装置时标激光系统EI北大核心CSCD

提出了一种时标基准信号红外长程传输结合近程光电-电光转换的时标激光系统设计方案,该方案首先使用红外单模光纤完成时间基准信号的长程传输,然后使用光电探测器将红外时标基准信号转换为电信号驱动蓝光直调LD激光器,最终获得输出波长为450 nm,输出功率47 mW,脉冲宽度为120 ps的时标光信号。实验结果表明,所提方案可为激光驱动器提供窄脉宽,可长程传输的时标光信号用于甚多束紫外激光脉冲同步同发监测,同步监测精度可达10 ps。文中技术方案规避了敏感的固体激光放大与倍频过程,提高了时标光脉冲波形的稳定度与同步监测系统的可靠性。     

基于光电-电光变换的高功率激光装置时标激光系统

提出了一种时标基准信号红外长程传输结合近程光电-电光转换的时标激光系统设计方案，该方案首先使用红外单模光纤完成时间基准信号的长程传输，然后使用光电探测器将红外时标基准信号转换为电信号驱动蓝光直调LD激光器，最终获得输出波长为450 nm，输出功率47 mW，脉冲宽度为120 ps的时标光信号。实验结果表明，所提方案可为激光驱动器提供窄脉宽，可长程传输的时标光信号用于甚多束紫外激光脉冲同步同发监测，同步监测精度可达10 ps。文中技术方案规避了敏感的固体激光放大与倍频过程，提高了时标光脉冲波形的稳定度与同步监测系统的可靠性。     

复杂电磁环境下的高速频谱分析技术

为解决传统频谱分析系统存在测试速度慢、对瞬态信号侦测分析不精确、实时性差的问题,提出了频率模板触发技术结合可重构计算,实现系统的超高速数据捕获、侦测与分析。频谱显示采用数字荧光显示技术,信号频谱展现更加实时、直观、精确。实测结果表明：该系统在可接受的性能损失范围内,提高了对信号的分析精确度。可重构计算使系统运行更高效,降低了传统频谱分析方法的能量消耗,使系统在大带宽情况下仍可实现对瞬态信号和复杂信号的实时精准分析。     

全自动驾驶车辆基地库内精确定位技术研究

针对全自动驾驶车辆基地库内工作人员的高精度定位需求，设计了基于RFID和超宽带(UWB)技术的适用于室内的高精度定位系统。RFID记录定位开始和结束时间，获取目标相关信息；UWB对目标位置进行实时准确地监控。两种技术相结合实现对检修人员位置的实时跟踪，获取作业时间数据以及作业人员的其他相关信息。当UWB定位出现误差，通过对RFID标签进行读取，实现人员位置重置。测试结果表明，该系统在全自动驾驶车辆基地停车列检库内具有精确的定位性能，既可以对库内目标进行追踪定位，又能为目标提供定位数据校正。     

A lightning location system in China: its performances and applications

This paper describes the largest lightning location system in China-Guang Dong lightning location system (GDLLS), which only locates the electromagnetic fields radiated by individual return strokes in cloud-to-ground flashes. Using information gathered from 14 combined magnetic direction and time-of-arrival finder sensors, the GDLLS provides both real-time and historical lightning data to the electric utility industry. The real-time data include the time of lightning strokes, their location and polarity and an estimate of the peak current. In this paper, the performance of the GDLLS is addressed, including detection efficiency and location accuracy. The potential applications of lightning data collected by the GDLLS are discussed also for electric power utilities in the Guang Dong province.     

静止卫星闪电测绘仪设计特点研讨

自然闪电是一种全球现象.静止闪电测绘仪探测涉及全球范围内自然闪电发生的时间、地点和强度分布.这一飞行任务的功能和性能与其他对地光学遥感器有很大差别,因此仪器的设计必须完全建立在新的理论和技术基础上.分析自然闪电的光谱特性、时间特性和空间特性,了解空间探测闪电环境,以及研究自然闪电和其探测环境间的相互作用,对这种仪器的设...     

用单片机实现闪电的快速定位测量

讨论电磁波-次声双信号法对闪电进行定位测量,使用电磁波天线进行测向和次声-电磁波到时时差进行测距,引入80C198单片机实现数据快速分析处理,完成闪电定位测量。     

昆明地区连绵起伏山体对地闪回击定位精度影响的模拟研究

为了探讨真实地形对雷电定位精度的影响,利用二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain,2D FDTD)算法,采取共形网格剖分技术,通过与平坦地面相比,首先研究了云南昆明地区复杂地形地貌对雷电电磁场传播的影响,然后利用时差定位算法,进一步探讨了该地区复杂地...     

Evaluation of lightning location data employing measurements of direct strikes to a radio tower

A lightning location systems (LLS) provides large scale information for lightning strikes to ground. In addition to the event time and strike point position, the LLS gives estimates for the lightning peak current. For the end user of LLS data it is important to know the technical limits of the applied network in terms of detection efficiency, accuracy of the stroke location and peak current estimate. To establish a ground truth reference for comparison of natural lightning current parameters and the data of ALDIS (Austrian Lightning Detection & Information System), a telecommunication tower on Gaisberg near the city of Salzburg (Austria) was instrumented for direct lightning current measurement. Since the start of the tower experiment in 1998 we have recorded more than 200 lightning flashes to the tower. Based on the analysis of the current waveforms nearly all of them are so called upward initiated discharges. GPS time synchronization of both data sets allows a precise correlation of individual events measured at the tower and reported by the lightning location network.     

闪电AR谱的多重分形特性分析及放电类型的识别

对闪电时域波形的分形研究由于忽略了其频率特性,致使复杂多变的闪电过程的全部特性无法得到充分表征。针对此问题,本文将多重分形理论引入到现代谱估计中,提出了一种基于AR(auto-regressive)谱的闪电电场信号的多重分形特性分析及放电类型的识别方法。首先基于AR模型谱估计法获得闪电电场信号的功率谱,然后,通过多重分形去趋势波动分析(multifractal detrended fluctuation analysis,MF-DFA) 法验证了闪电AR谱序列具有多重分形特性,并进一步对AR谱序列的Hurst指数以及多重分形谱进行了讨论,最后将相关参数作为闪电信号的有效特征值输入支持向量机进行了云闪(intracloud lightning) 和地闪(cloud-to-ground lightning,CG) 不同放电类型的识别。实验结果表明,本文方法对云、地闪信号的有效识别率达到了94%以上,该研究成果对闪电的特性研究与自动化识别技术均具有一定的参考价值。     

按频率抽取的基4FFT算法在FPGA中实现

雷达成像的数据处理运算量非常巨大，要达到准实时甚至全实时的成像处理速度，就需要高性能的处理设备。结合自己的工程实践，介绍了按频率抽取的基4 FFT算法在FPGA器件中的实现。基于高速FPGA的SAR实时信号处理机是该系统的核心部分，这方面的研究国内才刚刚起步，该文的工作对SAR雷达系统的硬件实现具有重要意义，为SAR实时成像处理提供了一条有效途径，具有良好的应用前景，此技术的实现在实时信号处理领域也具有重要意义。     

多普勒效应对雷电源辐射定位的影响

利用电磁辐射信号进行雷电源探测和定位是当前雷电研究的重要探测手段,其定位结果的准确性对正确认识闪电的放电机理非常重要。本文通过数学推导建立了多普勒效应在球坐标下的定位影响理论模型;用Matlab软件进行模拟,分析了多普勒效应对阵列接收信号的影响及误差,研究了多普勒效应对运动雷电源定位结果产生的影响。研究结果表明,多普勒效应对于不同类型、不同距离、不同高度的闪电影响程度不同;根据雷电发展的不同阶段,雷电源的运动速度不同,多普勒效应带来的误差也不同,且其带来的误差是不可忽略的。该研究对实现更高时空分辨力的运动雷电源定位结果和雷电的精细化研究具有重要意义。     

激光雷达大气回波信号仿真与EMD处理

激光雷达大气回波信号信噪比低,一般采用信号平均技术提高信噪比。信号平均需较长的积累时间,不利于回波信号实时处理。分析了经验模式分解（EMD, Empirical Mode Decomposition）原理,通过对激光雷达大气回波信号进行仿真,研究了EMD在激光雷达大气回波信号实时处理中的应用,并与100次信号平均结果进行比较,得出结论： EMD处理后的重构信号与100次信号平均结果接近,相关系数为0.99,同时处理时间缩短为1％,可以满足某些情况下的实时处理要求。