数字化仪表着陆系统发射通道校准算法

在对仪表着陆系统（ILS）的数字化改造中,针对仪表着陆系统采用振幅式测角体制,对发射信号的幅度失真敏感的问题,提出了一种数字化仪表着陆系统发射通道校准算法。首先,建立了仪表着陆系统发射端的数学模型,仿真研究了发射通道非线性对仪表着陆系统测角性能的影响;其次,提出了一种在数字化仪表着陆系统发射机中引入反馈回路的发射机结构;最后,通过在基带利用最小均方（LMS）算法求解发射通道的逆模型,并利用该逆模型补偿发射通道的非线性失真,实现了发射通道的校准。仿真结果表明,该算法可以在噪声条件下快速估计出发射通道的逆模型,具有良好的校准性能。     

基于HT-7484的应答机检测系统的设计

在综合分析某应答机的测试需求和相关COTS产品的基础上,提出了研制某应答机检测系统的设计思路和方案;采用PC-104为系统的显示控制和数据处理中心,通过扩展HT-7484多功能接口板,设计了该系统的硬件电路;根据系统的人机接口功能需求,设计了人机界面,编制了软件测试流程,完成了系统的集成与调试,实现了对某应答机的功能和性能测试;利用该设备对某应答机的发射功率和应答概率进行了测试,应用结果表明,应答机发射功率正常,应答概率符合性能要求,该设备具有可靠性高、稳定性好、使用方便等特点。     

基于模糊故障树的ILS接收机的故障诊断

仪表着陆系统是飞机导航系统的重要子系统,其可靠性直接关系到飞机能否安全运行。为了准确描述故障对仪表着陆系统功能的影响程度,文中基于对仪表着陆系统接收机故障概率的分析,将模糊数学和故障树方法相结合,以AIR-BUS 320仪表着陆系统接收机为例,详述了模糊故障树的建模过程,并通过对其进行失效分析,给出了仪表着陆系统接收机的故障诊断算法。仿真结果表明,所建立的模型满足仪表着陆系统对接收机的故障诊断要求,且建模方法具有广泛的适用性。     

基于MSC Adams/Aircraft的飞机起落架着陆动态性能分析

以某支柱式起落架飞机为原型,在MSC Adams/Aircraft平台上建立起落架及全机虚拟样机模型并进行落震仿真分析、全机着陆仿真分析. 全机着陆仿真分析结果与落震仿真分析结果一致性较好,为在MSC Adams软件基础上进行飞机着陆过程虚拟技术研究奠定基础.     

基于粒子群优化的三维测向交叉定位算法

首先分析了三维测向交叉定位的基本原理,针对测角信息冗余这一问题,研究了2种测向交叉定位算法,并仿真出了定位精度的几何稀释(GDOP)图。结论表明:存在相同的测角误差和布站误差时,基于迭代的泰勒级数法定位精度较好,但是迭代初值如何选取仍然没有得到很好的解决。提出了一种基于迭代搜索求最优解的自适应权重的粒子群算法,最后通过设定不同的测角误差值仿真分析了该算法。仿真结果表明:在测角误差为0.5°或者1°时,粒子群优化算法在高度估计上比传统算法更准确,并且新算法有更好的定位精度,有一定的实际应用价值。     

基于计算机视觉/INS的无人机自主着陆组合导航研究

提出了一种基于单目视觉/INS组合导航的无人机自主着陆末端导航信息提取的新方法;它只需要检测跑道上的两个特征点再结合?导系统的姿态角信息,就可以直接解算出飞机相对于机场的位置矢量;由于直线具有明显的可观性,所以对于特征点较难提取的可以通过对两条跑道边缘线和一条着陆阈值线进行检测,然后取阈值线与跑道边缘线的交点作为特征点;依据成像的几何原理,对算法进行了详细的推导,最后通过着陆实验表明该方法的提取与转换是切实可行的。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

基于自适应滤波的MEMS姿态确定方法

针对消费类电子设备对姿态测量系统的需求,本文提出了一种基于MEMS加速度计、陀螺仪和磁强计的九轴姿态确定算法.针对实际系统中传感器量测噪声未知的情况,首先介绍了一种基于矢量观测器的矩阵Kalman滤波姿态确定算法,然后利用残差匹配技术,设计了一种基于残差匹配的自适应滤波方法.论文采用自适应滤波对传感器量测噪声进行估计,并将估计的量测噪声代入线性矩阵Kalman滤波算法,有效解决了线性矩阵Kalman滤波需要准确量测噪声统计信息的缺陷.最后设计了仿真实验验证本文提出的算法,并将其与线性矩阵Kalman滤波算法比较.仿真结果表明,自适应矩阵Kalman滤波的姿态旋转误差角为0.6091°,标准差为0.3009°,能够有效的估计传感器量测噪声,并具有更高的姿态确定精度和稳定性.     

基于空战的多机协同定位算法研究

研究空战多机协同定位问题,由于空战双方飞机都处于高速运动和强机动状态,飞行轨迹不确定,多机协同探测具有特殊的难度.传统技术测角精度低造成定位精度差、算法收敛慢,同时多机探测带来系统有色噪声使得目标航迹容易出现有偏估计,不能满足定位的要求.为解决上述问题,提出利用总体最小二乘法(TLS)解决了多机交叉定位难题,利用卡尔曼滤波算法(KF)实现了有色噪声下的系统误差估计和目标航迹跟踪.最后,通过一个仿真实例,验证了TLS-KF算法的有效性,具有定位精度高、算法快速收敛、航迹无偏估计等特点.     

基于软件无线电的ILS通信导航信号分析

仪表着陆系统(ILS)是现代飞机无线电导航系统的重要组成部分。通过分析仪表着陆系统信号组成及特性,介绍了两种基于软件无线电原理的ILS通信导航信号分析方法,即基于时域的ILS信号分析方法和基于频域的ILS信号分析方法。笔者设计了一种加Hanning窗能量重心校正方法,算法简单,计算速度快,信号参数分析精度完全能够满足当前ILS导航设备测试需求。     

一种改进微小卫星伪码测距信噪比的有效方法

微小卫星上的星载测控应答机最基本的功能是接收、解调并转发地面战发来的伪码测距信号,供地面站测距.微小卫星体积小、重量轻、功耗低的特点导致测控应答机工作功率较低和天线增益较小,测距伪码往往淹没在嘈杂的噪声中.严重影响后续信号同步信号提取、解调和检测,降低测距精度,甚至导致无法测距.传统基于功率谱带宽的滤波器只能起到一定程度提高信噪比的作用,本文提出基于最小二乘法问题的最小范数准则进行波形拟合的多项式滤波器方法,能够进一步显著提高信噪比,解决强干扰下伪码信号提取的问题.     

基于递推总体最小二乘的北斗T-Rn型被动雷达定位

对北斗卫星作为机会辐射源的可行性进行分析,研究了北斗卫星信号Kasami码的模糊函数.仿真表明:信号有良好的距离与速度分辨力.提出基于到达时间差(TDOA)的T-Rn型被动雷达总体最小二乘TLS定位方法的理论推导,并针对TLS算法的缺点给出递推TLS(RTLS)算法.仿真表明:该算法逼近TLS算法,能够实时更新且节省硬件资源.     

船舶电力推进系统电磁环境虚拟暗室测试技术研究

针对船舶电力推进系统体积大,功率高,结构复杂,电磁干扰严重等特点,提出了一种船舶电力推进系统电磁干扰虚拟暗室测试技术。首先设计了多传感器同步测试电力推进系统的电磁干扰,克服单传感器分布测试时带来的时间差问题,并提出了时频同步技术保证多传感器测试的信号时间与频率同步,从而提高测试精度和应用范围。然后设计了基于独立分量分析的多通道盲源分离算法,利用源信号近似的统计分布先验知识分离出每个传感器的信号。最后建立了虚拟暗室测试系统进行试验验证,计算机仿真以及试验结果证明该技术准确而快速地测试出了电力推进系统的电磁环境,确定了电力推进系统的主要干扰源,保证电力推进系统的电磁兼容性,具有重要的工程应用价值。     

基于SystemVue汽车雷达系统研究

针对毫米波雷达射频、信号处理以及超分辨测角问题,提出了一种基于SystemVue进行汽车雷达系统设计和信号处理算法设计的方法。首先,利用SystemVue自带的射频库和通用算法库进行雷达系统设计,真实模拟了毫米波射频、天线及目标环境的相互影响;其次,针对快调频的FMCW信号波形,给出了完整的汽车雷达目标距离、速度和角度的信息处理算法流程;最后,针对汽车雷达系统测角精度较低的问题,提出了基于酉变换MUSIC的测角算法,大大降低了汽车雷达超分辨求角的运算量。仿真结果表明,该方法解决了汽车雷达的链路设计、射频指标对雷达信号处理性能影响的评估问题,更真实、更全面地反映了汽车雷达系统的性能,为雷达系统的研究提供了有力依据。     

多站虚拟量测变换均值无源定位算法

在多站无源均值定位算法中,为了解决部分传感器间夹角过大或过小所导致的定位精度下降问题,提出一种基于虚拟量测变换的多传感器管理无源定位算法.首先在全局坐标系下分析了传感器间夹角对误差几何稀释度(GDOP)的影响,进而得到双站获得较好定位精度的夹角约束关系;其次针对不满足该约束关系的传感器组合提出一种虚拟量测变换定位算法,通过空间管理的方法达到对传感器的优化布站,并结合算法的实施步骤对其原理及特点进行了理论分析,尤其对变换前后的交点精度进行了比较.仿真结果表明虚拟量测算法的定位精度要明显优于均值算法,进而说明该算法的有效性及传感器管理在多站无源定位中的重要作用.     

磁阻式传感器在角度测量中的应用

介绍一种利用磁阻式传感器构成的非接触角度自动测量系统。分析了非接触角度测量系统的结构、原理以及信号处理方法,给出了角度测试结果,系统的角度测量范围为0°~180°,测量精度为±0. 5°。     

Direction Sensing RFID Reader for Mobile Robot Navigation

A self-contained direction sensing radio frequency identification (RFID) reader is developed employing a dual-directional antenna for automated target acquisition and docking of a mobile robot in indoor environments. The dual-directional antenna estimates the direction of arrival (DOA) of signals from a transponder by using the ratio of the received signal strengths between two adjacent antennas. This enables the robot to continuously monitor the changes in transponder directions and ensures reliable docking guidance to the target transponder. One of the technical challenges associated with this RFID direction finding is to sustain the accuracy of the estimated DOA that varies according to environmental conditions. It is often the case that the robot loses its way to the target in a cluttered environment. To cope with this problem, the direction correction algorithm is proposed to triangulate the location of the transponder with the most recent three DOA estimates. Theoretical simulation results verify the reliability of the proposed algorithm that quantifies the potential error in the DOA estimation. Using the algorithm, we validate mobile robot docking to an RFID transponder in an office environment occupied by obstacles.     

基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合技术研究

针对应用三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的四旋翼飞行器姿态角测量问题,提出了基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合方法。该方法将陀螺仪输出的角速度误差作为时变误差处理,认为陀螺仪输出的角速度误差与其所测角速度及上一时刻的角速度输出误差相关,并据此建立陀螺仪测量线性方程,在此基础上,应用Kalman滤波算法,以加速度计输出的姿态角对陀螺仪测量的姿态角进行修正,从而达到姿态角准确测量的目的。实验结果表明：应用Kalman滤波算法对加速度传感器和陀螺仪信号融合后可有效消除姿态角测量累积误差并显著改善姿态角测量的动态特性。     

多普勒信号的Burg算法优化研究

随着高速列车的发展,测速精度高的多普勒测速方式被广泛应用。其将多普勒信号看作广义平稳随机信号,利用功率谱估计方法进行信号处理。针对现代谱估计中Burg算法基本原理分析其误差来源。分析了两种优化算法,一种是基于窗函数的优化算法,另一种针对改进的协方差法实现了基于预测误差功率最小意义的优化算法。通过仿真对比原算法与两种优化算法的频谱估计性能,分析算法复杂度,选择模型最优参数,并验证了在列车测速范围内不同频段的适用性。结果表明,优化算法在不增加运行时间的基础上可降低频谱偏移程度、改善频谱分辨率,可识别出列车测速范围内各个频段频率,并且谱估计频率误差小于1%。