相关时延估计误差对测频误差的影响

声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种：（1）宽带信号频谱不对称;（2）相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测频误差的影响。忽略相关函数简化误差以及滤波后频点不对称,推导得到由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式。进行了仿真和湖试数据分析,不同频移下的测频误差与理论测频误差一致,不同填充系数下的实际测速误差与理论测频误差变化趋势相同。该对比结果验证了相关时延估计误差会对测频误差产生影响,证明了由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式可信。     

基于OMAP平台复相关测频算法的设计与实现

高性能和小型化是水声设备的重要发展趋势,研究嵌入式Linux平台在水声设备中的应用十分有意义。TI公司开发的OMAPLl37芯片采用独特的DSP与ARM相结合的双核结构,具有集成度高、硬件稳定性强、速度快、开放性好等特点。研制了基于OMAPLl37平台的数字信号处理分机系统,并对复相关测频算法在该平台上的实现方法进行了研究。具体包括该算法的原理分析,嵌入式Linux交叉编译平台的搭建、内核的编译下载、基于ARM与DSP双核操作系统的通信方式以及算法的硬件实现方法等,最后进行了电联调实验,实验结果达到了预期的效果。对于嵌入式Linux平台在水声设备中应用有一定的参考价值。     

宽带多普勒测速技术中跨周期模糊问题的研究

宽带声学多普勒流速剖面仪,利用伪随机编码调制发射脉冲信号以及复相关算法计算各水层反射回波的多普勒频移,进而达到测速的目的。复相关算法中,在排除模糊速度干扰的情况下,测速精度与脉冲信号的长度存在正比的关系。而脉冲宽度越长,所用来调制发射脉冲信号的编码阶数也越高,随之带来的便是速度模糊的问题。在复相关测频算法的基础上,针对长编码脉冲信号出现的周期性测频模糊情况,利用短编码脉冲信号的测频结果作为判别标准,选取恰当的周期性频偏作为计算结果,既提高了测速精度,又解决了精度提高所带来的周期性速度模糊问题,并且在实际应用中,提高了低信噪比条件下的测速精度。     

复频超声换能器的研究

研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器，即复频超声换能器。换能器由一个纵向振动夹心式压电超声振子和一个弯曲振动薄圆盘复合而成。给出了换能器的理论共振频率方程，对实际制作的换能器的共振频率，等效电阻抗及有效机电耦合系数进行了实验测试，并对换能器的大功率工作性能进行了定性的测量及观察。实验结果表明，给出的换能器可以在不同的振动模式上工作，因此具有许多共振频率，且对应换能器不同的共振频率，换能器的等     

卫星发播标准时间频率的多普勒频移补偿

本文叙述了利用电视信号场道程第１６行和３２９行插入标准时频信息，由同步卫星进行标准时间频率的发播，讨论了由于卫星运动而引起的多普勒频率的计算、多普勒频率和卫星延时对用户接收标准时频信号的影响，着重介绍了补偿原理，并给出了实验结果。经补偿后，主站附近地区的校频准确度高于５×１０（－１２）／３０ｍｉｎ，频率稳定度高于３×１０（－１２）／３０ｍｉｎ，时间不确定度小于１００ｎｓ；国内其它地区的校频准确度预期最低可达１×１０（－１０）／３０ｍｉｎ。     

复振型导数计算的可变移频值方法

实际结构系统由于存在多种不同性质的阻尼其动态特性很复杂,振型导数的计算也比较困难.采用模态加速和移频的思想发展了一种基于模态叠加的复振型导数计算方法.首先对控制方程进行移频处理,利用广义幂级数展开式获得模态迭代公式,并利用迭代结果与各阶振型表示复振型导数;然后把系统的广义动柔度矩阵表示为已知的低阶模态与截断的高阶模态之和,高阶模态部分采用多个矩阵多项式与一个广义幂级数的乘积表示,并利用系统的低阶模态和系统矩阵进行计算;各阶移频值表示为相应的移频系数与复特征值的乘积,它们仅与最低阶模态移频值的模和本阶模态的单位复特征值有关,而最低阶模态的移频系数通过精度分析获得.给出了合适的模态加速迭代次数.该方法仅需进行一次系统矩阵的分解就可获得高精度的多个复振型导数.算例表明方法正确、高效.     

虚拟测频仪的设计与实现

介绍了一种基于LabVIEW的虚拟测频仪设计与实现。虚拟测频仪用于对现役装备的输出脉冲进行采集并给出其频率值。本文介绍了虚拟测频仪的硬件设计与软件编程实现，它采用LabVIEW编程，能同时测量多路通道．完成装备的各种试验和性能标定测试，测试数据自动存入数据库自动管理。测试精度和速度较高，适合工程使用。     

一种提高多普勒测速仪测频精度的方法

多普勒测速仪是水面或水下平台速度测量的主要设备。提出了利用随机样本一致(Random Sample Consensus,RANSAC)算法来估计多普勒频移,从而使速度测量具有更高的稳定性。多普勒测速仪信号处理的核心是测量多普勒频移,该方法利用回波复相关相位是多普勒频移的一次函数来估计多普勒频移,进而计算得到平台速度,在估计频移时采用RANSAC算法以提高测频精度。为了验证方法有效性,对信号形式为连续波(Continuous Wave,CW)脉冲对的情形进行了仿真。结果表明,提出方法的稳定性得到明显提高。     

利用复相关法估计信号的平均频率

文章介绍了利用复相关估计信号平均频率的方法，并就其采样周期的选取与频率估计误差间的关系作了分析，最后给出最佳采样频率以及平均频率测量误差的实测结果。     

多普勒动态速度跟踪频域法实现的研究与分析

自1842年奥地利物理学家多普勒发现多普勒效应以来,多普勒效应已经被广泛地应用到我们生活中的方方面面。利川运动物体的多普勒效应进行速度跟踪是多普勒效应的一个基本的应用,这里我们研究的是多普勒速度跟踪的具体实现方法一频域法。     

基于辐射噪声强度和线谱多普勒的目标运动参数估计

提出了一种利用辐射噪声强度和线谱多普勒频移联合估计匀速直线运动目标的速度和正横距离的方法。该方法基于单水听器观测,首先在球面波近似下利用目标辐射噪声强度估计出正横时刻并确定目标速度和正横距离之间满足的线性关系;然后利用线谱多普勒频移,通过对一个新定义的代价函数进行一维搜索的方法估计出目标速度和正横距离。与现有各种基于噪声强度和线谱多普勒频移进行测距测速的方法相比,该方法具有以下优点：（1）要求更少的先验知识,易于确定参数搜索范围;（2）参数估计过程中仅需一维搜索,并且算法可应用于需对目标参数进行预报的场合。数值仿真给出了不同参数条件下目标运动参数估计结果的统计误差。湖试结果验证了该方法的有效性。     

基于分数阶傅里叶变换的水声信道参数估计

准确估计水声信道参数,对提高通信系统的性能有着重要的意义。Chirp脉冲有良好的相关性,常被用作信道探测信号。鉴于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)对chirp类信号的处理特性,用chirp信号作为测量信号,FRFT作为后端处理技术,可以得到很好的处理效果。研究了基于FRFT的水声信道多途时延和多普勒频偏参数估计的原理和方法,该方法通过发射具有正、负调频斜率的组合线性调频信号,在接收端根据FRFT幅值输出的峰值位置估计信道参数。仿真结果表明,此方法计算量与FFT相当,且有较高的估计精度。     

一种基于相关积分的互谱WVD目标方位估计方法

针对水下高速运动目标的被动跟踪问题,将魏格纳-威尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法与互谱法相结合,构建了一种矢量信号处理框架下的目标方位估计方法——基于相关积分的互谱WVD算法。该算法利用了矢量水听器声压通道与振速通道信号的相关特性,首先通过计算两者的互相关函数来提取目标信号的特征信息,然后通过短时积分与傅里叶变换将互相关函数从时域转换到频域,最后在频域提取信号的特征参量,并进行方位估计。仿真研究表明,当目标处于远距离且低速运动时,所提算法的方位估计性能与互谱声强法基本一致;而当目标处于近距离且高速运动时,算法的方位估计性能大大优于互谱声强法。     

基于Radon变换的合成孔径声纳多普勒中心估计

不准确的多普勒中心估计会显著降低合成孔径声纳图像质量。基于多普勒中心与斜视角直接相关的事实，提出了一种使用Radon变换估计多普勒中心的方法。仿真结果说明，此方法是有效的，可用于低信噪比、大斜视角情况下的多普勒中心估计。     

AVC/H.264标准中高效运动估计硬件结构设计

为解决视频编码标准AVC/H.264中运动估计高计算复杂度问题,提出了一个高效运动估计硬件实现结构.该结构能够实现多尺寸块运动估计处理,并且具有高流水效率和高性价比的特点.结构灵活性强,通过改变PE单元和加法树的流水级数能够达到面积和计算能力的折中.实验表明,该结构在搜索窗为65×65时,针对图像尺寸为720×576的视频,每秒最高可以编码48幅图像.     

基于散斑强度相关函数的表面粗糙度测量方法

激光经过被测表面反射和散射后,通过自由空间传播至观察面上形成散斑图像,其统计分布依赖于被测表面的微观形貌。分析此散斑图像的二阶统计特性,导出了强度变化的相关函数和表面粗糙度参数之间的关系。以表面粗糙平均值Ra分别为0.1靘, 0.2靘, 0.4靘和0.8靘的平磨标准金属样块形成的散斑图像为例,根据强度变化相关函数的离散化定义,计算得到该相关函数值。结果表明,表面越粗糙,散斑越分散,强度变化的相关函数波动越大。因此,该参数可以反映不同的粗糙面,用其作为表征表面粗糙度的特征参数,扩大了测量范围。该方法实验系统简单,对于实际测量环境要求不高,对震动不是非常敏感,适于在线测量。