“北斗”信号重构的导向矢量实时校正

针对导航应用中阵列天线导向矢量误差导致波束合成器性能恶化甚至失效的问题,提出了一种“北斗”信号重构的导向矢量实时校正算法。该算法利用重构的本地“北斗”参考信号与阵列天线接收信号进行相关解扩处理,然后利用信号子空间与信号正交补空间正交的特性,构造代价函数对各卫星方向的阵列导向矢量进行校正。仿真结果表明,经过校正的导向矢量相位误差从-100°~100°降低到-10°~10°范围内,幅度误差从-10~10 dB降低到-4~2 dB范围内;另外,导向矢量校正后,卫星信号波达方向估计误差在0.2°以内,估计精度大大提高。     

高分辨信号DOA估计的跟踪算法

本文论述了一种基于子空间方法的高分辨ＤＯＡ估计跟踪问题的解法，该方法基于对采样数据矩阵的广义奇异值分解。本文讨论了ＧＳＶＤ的更新修正算法，在每步计算中只需有限次的运算，即可由前一次的近似分解结果计算出新的近似分解。     

强干扰/信号背景下的DOA估计新方法

本文针对无源阵列雷达背景提出一种可抑制固定方位强入射干扰/信号的DOA估计方法——干扰阻塞法.该方法充分利用无源阵列环境中存在几个固定方位的强多径干扰/信号的先验知识构造矩阵阻塞抑制已知方位的强干扰/信号,从而能够实时对特定区域内低信噪比信号的方位估计.该方法相对信号分离的松驰算法、高阶累积量算法及循环平稳类算法而言,具有运算量小的优势.     

基于数据共轭重排的修正ESPRIT信号DOA估计算法

本文介绍了将接收数据共轭重排的再利用,构造相关矩阵的修正ESPRIT算法.理论分析和仿真实验表明,该算法同经典的ESPRIT算法相比,在快拍次数有限时,可明显改善信号DOA估计的性能,且其计算量二者基本相当.     

高分辨率信号DOA估计的跟踪算法

本文论述了一种基于子空间方法的高分辨DOA估计跟踪问题的解法。该方法基于对采样数据矩阵的广义奇异值分解(GSVD)。本文讨论了GSVD的更新修正算法,在每步计算中只需有限次的运算,即可由前一次的近似分解结果计算出新的近似分解。该过程与指数加权技术相结合,可以处理信号参数估计的跟踪问题。     

基于一致聚焦的宽带信号DOA估计方法

双边相关变换(TCT)法在构造聚焦矩阵时需要预先估计信号的波达方向(DOA),预估计的偏差会影响聚焦效果,严重时可能会导致TCT方法的失效.本文基于一致聚焦思想,提出了一种宽带信号DOA估计方法-致聚焦双边变换(CFTCT)法.由于CFTCT方法使用了一致聚焦变换矩阵,因此不需要预先估计信号的DOA,减小了计算量,同时...     

一种强干扰条件下微弱信号DOA估计的新方法

给出了一种基于均匀线性阵列的既能抑制强烈干扰,又能同时进行微弱信号DOA估计的算法。在已知强干扰源个数和入射方向的前提下,先使用改进的波束形成方法,在子阵上进行波束形成以抗干扰,再对加权后的子阵进行微弱信号的DOA估计。该方法的优点是当干扰和希望信号处在同一个波束内时,不需要提高信号的信噪比就可以正确地估计出信号的入射方向。理论分析和计算机仿真都表明该算法是有效的。     

一种有效的多径信号DOA估计算法

本文讨论了移动通信环境中的信号多径DOA估计问题,文中首先对典型算法作了简要回顾,然后给出了阵接收多径信号模型,给出了基于时间平均的多径DOA估计算法原理,指出了其存在的问题,并提出了一种有效的解决方法.最后给出的计算机仿真实验结果验证了提出方法的有效性.     

四种DOA估计算法的性能比较

文章研究经典MUSIC算法、求根MUSIC算法、基于解相干的双向空间平滑MUSIC算法和Toeplitz MUSIC算法的DOA估计性能.并且通过实验Matlab仿真,分析比较四种算法的性能.     

均匀线阵互耦矩阵非Toeplitz条件下的DOA估计

理想条件下,均匀线阵的互耦矩阵可用一带状、对称Toeplitz矩阵进行建模。然而实测数据表明,均匀线阵的互耦矩阵具有对称性,但不具有Toeplitz性,此时仍按理想情况建模,会导致DOA估计不准甚至完全失效。基于RBF神经网络,提出了互耦矩阵非Toeplitz条件下的DOA估计方法。算法利用了信号协方差矩阵的对称性和对角线元素不含信号DOA信息的特点,取协方差矩阵的上三角的元素作为网络输入,不仅减少了网络的输入数,同时还提高了与阵列法线夹角60°外的DOA估计精度。实验仿真结果验证了算法的有效性。     

序贯检测在“北斗”卫星信号捕获过程中的应用

为了提高“北斗”系统的捕获性能,解决在弱信号环境中无法有效捕获与检到卫星信号的问题,在“北斗”系统的捕获方法中采用序贯检测的方式进行了改进与优化。分析后得出,序贯检测通过双门限与待检测区,使得样本数灵活可变,可以有效应对不同信噪比的信号,在强信号与弱信号下都有良好的效果。通过仿真对序贯检测方式与传统检测方式进行了性能上的比较与分析,结果表明,序贯检测逻辑不仅达到了传统检测方法中预期的检测概率和虚警概率,同时具备更高的性能与灵活性,强信号下缩短了捕获时间,提高了捕获效率;弱信号下提高了2～3 dB信噪比增益与捕获性能;既保证了该检测逻辑的可行性,又为捕获检测过程提供了一种思路与方法。     

基于IMM-EKF的高动态“北斗”导航信号频率估计算法

高动态环境下的\"北斗\"导航信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统锁相环(PLL)在跟踪时难以保证较高的跟踪精度.在分析高动态环境下\"北斗\"信号模型的基础上,提出了一种基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波(IMM-EKF)的自适应滤波算法,对载波相位及其高阶分量进行估计.IMM-EKF采用多个跟踪模型来解决滤波过程中单个模型不准确的问题,并结合改进的Sage-Husa自适应算法,在线估计和修正过程噪声及测量噪声的统计特性,增强了滤波的稳定性.仿真结果表明,IMM-EKF相比于PLL和EKF,估计精度更高,算法稳定性更强.     

GNSS空间覆盖性仿真分析

全球导航卫星系统（GNSS）对空间用户的应用价值在于GNSS信号对空间的覆盖性能,这不仅取决于星载信号发射器的信号辐射角范围,而且取决于用户自身的最小观测角。针对该问题,对GNSS空间覆盖性原理进行了分析,给出了判别依据,然后对GPS、GLONASS、GALILEO系统、北斗区域服务系统、“北斗”全球导航系统及“北斗”与其他GNSS组合共8种仿真方案,不同轨道高度用户的空间覆盖性进行了仿真。在实际应用中,可以根据仿真结果针对不同的应用任务选取不同的卫星星座或选取多星座互操作,以保证最大同时可见卫星数,从而更好地提升GNSS卫星星座的应用价值。     

基于BDS的ADS-B报文生成系统

目前国际民航组织（ICAO）和美国航空无线电技术委员会（RTCA）有关广播式自动相关监视（ADS-B）标准中的报文数据源均规定来自全球定位系统（GPS）,而中国自主建设的“北斗”卫星导航系统（BDS）作为ADS-B数据源是必然趋势。设计了基于BDS的ADS-B报文生成系统的总体架构,利用BDS接收机接收的真实数据仿真生成了ADS-B的6种报文,并以空中位置报文的生成为例,详细阐述了报文产生涉及的关键技术以及报文的生成过程。通过运行集成后的ADS-B报文生成系统以及对所产生的6种报文的仿真验证,证明该系统总体设计思路合理,运行结果正确,可为基于BDS的ADS-B相关技术研究提供稳定可靠的ADS-B报文源。     

“北斗”卫星导航系统仿真与全球覆盖分析

为了解“北斗”卫星导航系统( BDS)的星座分布及其正式运行后卫星在全球范围内的覆盖情况,依据BDS卫星轨道参数,使用卫星工具包( STK)构建了完整的BDS空间星座,对BDS卫星轨道信息、可见性以及对地覆盖品质进行分析。在对可见性及覆盖品质的分析中,分别仿真分析了在4个不同的城市和全球范围进行观测得到的几何精度因子( GDOP)和导航精度等参数性能。研究结果对分析BDS系统的服务性能以及提高BDS的导航精度有一定的参考意义。     

厘米级“北斗”相对定位的试验验证

随着我国\"北斗\"卫星导航系统的发展,\"北斗\"精密相对定位的应用市场日益拓展.在动态对动态环境中,将基准站与移动站分别设在不同的车辆载体上,验证了\"北斗\"实时动态相对定位的精度.平台跑车和省道跑车结果显示水平相对定位误差和天向相对定位误差都在厘米级,表明\"北斗\"系统性能完全满足高精度应用的需求,能替代相应应用领域的全球定位系统(GPS).     

多级维纳滤波测向算法的参考信号优化方法

多级维纳滤波（MSWF）利用接收数据矩阵的正交分解,代替了传统MUSIC算法对协方差矩阵的特征分解,降低了运算量。为有效提高算法性能,对参考信号的取值进行了研究,发现方向矩阵的取值对其有很大影响。在参考信号取值结构为阵元接收数据的基础上提出参考信号取值公式,指出了文中条件下参考信号的最优取值。仿真结果表明,在相同条件下该优化方法比其他算法有更好的性能,对于提高算法精度具有重要意义。     

有效扩展阵列孔径的伪快拍构造

许多通信信号具有循环平稳特性。针对广义信号模型和窄带信号模型，利用前后向循环相关函数分别构造出一种新的伪快拍，由此获得了一个孔径扩展一倍的虚拟阵列。对这两种伪快拍应用传统的MUSIC算法时，可分别比SC-SSF和cy-clic-MUSIC算法检测多一倍的信号和获得更高的估计分辨率。仿真结果证明了该结论。     

修正MUSIC算法对相关信号源的DOA估计性能

本文介绍了用修正ＭＵＳＩＣ算法提高相关信号源ＤＯＡ估计性能的方法。理论分析表明,采用该方法后,可将相关信号源的相关系数平均降低为原来的６３％,因而可改善ＭＵＳＩＣ算法对相关信号源的ＤＯＡ估计性能。且该方法不影响对非相关信号源ＤＯＡ的估计,计算量也无明显增加。计算机仿真实验结果验证了上述理论分析的正确性。