罗兰-C信号快速捕获方法及其性能分析

罗兰-C系统与全球导航定位系统(GNSS)相结合已成为新的应用模式,为用户提供可靠的定位、导航和授时服务。针对传统罗兰-C 接收机信号捕获时间长、抗噪性能差等缺点,该文提出一种基于延迟相关技术的罗兰-C信号抗噪快速捕获方法,并从理论分析和仿真实验两个方面验证了该方法的有效性,解决了强噪声背景下罗兰-C信号的快速捕获问题。结果表明：罗兰-C延迟相关捕获方法的捕获时间优于200 ms,抗噪性能优于-10 dB。     

罗兰-C脉冲水下传播特性高精度预测理论算法研究

对罗兰-C脉冲水下传播特性预测模型算法进行推导研究,综合考虑了信号先沿陆海表面、再由空气入水传播时的路径损耗、相位延迟、色散效应及空气海水界面两侧场量的约束条件.分析了0~10m不同海水深度罗兰-C电场幅度与相位的变化,并与无畸变的标准场信号进行比较.结果显示:随着入水深度增加,色散效应导致脉冲前沿展宽,跟踪点相位超前.该结果去除了由参比场量近似引入的误差,精度更高.     

基于FDTD的罗兰-C信号地波传播特性的时域分析

罗兰-C信号为载波调制的高斯脉冲,而传统方法对其传播特性预测均是基于100 kHz单频信号结果。文章采用FDTD方法计算了实际罗兰信号的时域特性,并和100 kHz连续单频信号结果进行了比较。结果显示:对于地形起伏不大的传播路径,两种信号结果吻合得很好,而对于地形起伏较大路径,脉冲信号结果与单频信号结果存在较大差异。该结果对地波传播特性工程测量与分析具有一定指导意义。     

用于罗兰C接收机天波识别的IFFT频谱相除技术探讨

罗兰C无线电导航接收机所接收的是带有天波干扰的地波信号。为了有效的将天波分离，给出了一种简单但是有效的IFFT的频谱相除技术，应用于罗兰c接收机中采样点的适应性调节，并给出了一种会影响到整体性能的全面、综合的参数分析。仿真结果表明，运算能够在极高噪声环境下成功运行。     

基于USB主机的船舶航向数据实时记录系统

介绍了一种对罗经输出航向进行动态转换和实时跟踪的实现方法。完成了基于U盘的船舶航向转换、记录和显示装置。整个系统能实时、动态地显示航向信息并长时间地记录航向数据,为舰船的监控和管理提供了便利。     

基于虚拟仪器的罗兰C监测系统的设计与实现

为提高罗兰C信号监测效率,克服依据单一信息进行诊断的不足,本文在NI PXI平台上设计了一种罗兰C信号监测系统。首先基于PXI-5922和PXI-8336构建了该系统,其次给出了罗兰C信号监测的具体方法,最后通过定点监测实验,与监测站结果对比,结果显示,基于LabVIEW的罗兰C信号监测系统的诊断准确度高、扩展性强、软件开发和升级便利。     

航向约束的行人导航算法研究

针对MEMS惯性器件随时间累积零漂误差大及航向误差可观测性差,导致行人导航航向发散的问题,提出一种基于主方向的航向修正算法。基于行人沿直线行走航向角保持在常值范围内的事实,当航向发生变化时,将行人当前的航向与主航向的偏差作为观测值,利用EKF进行误差估计从而修正航向,最后将导航模块固定在鞋面上进行约200 m的行走实验。实验结果表明,该方法能有效地抑制航向发散,定位误差约为总行走路程的1%。     

基于虚拟仪器的罗兰C监测系统的设计与实现

为提高罗兰C信号监测效率,克服依据单一信息进行诊断的不足,本文在NI PXI平台上设计了一种罗兰C信号监测系统。首先基于PXI-5922和PXI-8336构建了该系统,其次给出了罗兰C信号监测的具体方法,最后通过定点监测实验,与监测站结果对比,结果显示,基于LabVIEW的罗兰C信号监测系统的诊断准确度高、扩展性强、软件开发和升级便利。     

宽波段全息罗兰光栅的优化

罗兰光栅存在的主要像差是像散和弧矢彗差,影响其光通量和光谱分辨率。根据凹面全息光栅的几何像差理论,分析了记录光源点在罗兰圆外所制作的全息罗兰光栅的宽波段像差特性。发现像散和弧矢彗差能够在两个波长处被同时消除;并且在两波长之间的波段范围内,像散和弧矢彗差相对传统光栅均得到明显改善。基于此像差特性提出一种设计宽波段高分辨罗兰光栅的方法,通过选择适当的使用结构和校正波长,能够在整个使用波段有效地校正像散和弧矢彗差。利用这种优化方法设计了工作波段为160~600 nm的罗兰光栅。光线追迹结果显示,所设计光栅的光谱分辨率和能量集中度在整个使用波段较传统光栅均有显著提高。     

罗兰C导航仪台址参数分析方法

介绍一种采用软，硬件结合分析罗兰C导航仪台址参数的方法。硬件部分可以迅速确定罗兰C导航仪台址参数的位置，软件部分用以分析罗兰C导航仪台址参数的具体格式。     

基于航向误差的捷联陀螺罗经标定方法

陀螺罗经的航向误差与航向角和器件误差之间存在着非线性映射关系,利用航向误差关系提出了一种捷联陀螺罗经标定方法。该方法根据陀螺罗经的航向效应,在分析了罗经航向误差传播机理的基础上,对航向误差进行曲线拟合,建立航向角与航向误差的数学模型,根据航向误差关系完成对陀螺罗经的标定。实验数据表明:所提标定方法能够有效减小航向误差,提高陀螺罗经的使用精度,具有实际应用价值。     

各向同性电离层低频一跳天波时延特性研究

低频天波的准确预测对于低电离层探测、远程导航授时具有重要意义。该文基于传统“波跳”理论和FDTD方法对地-电离层波导中天波传播时延特性进行研究。结合天地波时域分离技术,给出了100 kHz载频罗兰-C信号在均匀/指数渐变各向同性电离层条件下,距发射台200 km范围内采用两种方法计算的一跳天波时延随收发距离的变化规律。与“波跳”理论相比,该方法可同时考虑地面不规则、电离层昼夜参数分布不均匀的影响,计算精度更高。     

一种图像校正的偏振光罗盘系统的研究

导航传感器在探险、应急、精确制导武器、船舶、航空器导航和定位系统中起着关键作用。针对偏振光罗盘在倾斜状态下误差较大的问题,提出了一种利用加速度计和陀螺仪对偏振光罗盘进行图像校正的方法,设计了一种基于陀螺仪校正的偏振光罗盘系统。首先利用加速度计和陀螺仪计算得到载体姿态角,对偏振光图像数据进行图像校正,采用Stokes矢量法解算大气偏振模式分布,进而提取导航特征点,最后对特征点进行拟合解算出航向角信息。并且进行了静态和动态测试实验,实验结果表明,该算法能够有效的对偏振光罗盘姿态变化引起的误差进行补偿,可以将偏振光罗盘的航向角测量误差控制在1.86°之内,平均误差为0.09°。     

GPS测向方法初探

利用GPS系统可以测出空间两点相对位置的特点，确定运动体的航向或在静态测量中确定某一参考方向，本文考虑了在不同测量约束条件情况下，实现测向的几种方法。     

基于二阶插值滤波的室内航向估计算法研究

在室内行人导航中,为获取精确的航向角,提出了一种基于二阶插值滤波的航向估计算法。该算法通过建立四元数姿态运动测量模型,采用二阶插值滤波对陀螺仪、加速计和磁强计的测量数据进行数据融合,实现航向角解算,以过程噪声和测量噪声为设计参数,构造自适应噪声协方差矩阵,实现协方差误差估计最小化。通过对行走长方形参考路径得到的数据进行处理,加速计和磁强计组合与陀螺仪航向估计算法动态误差分别为13.6°和6.9°,采用二阶插值滤波航向估计算法后动态误差为2.3°。实验结果表明,该算法有效提高了航向估计的精度,减小了陀螺仪漂移、载体的线性加速度和周围局部磁场干扰对航向估计的影响。     

目标航向航速解算及验证方法研究

主要论述了在雷达产品应用中对海空目标相对和绝对航向航速的解算方法,并对几种可以提高航向航速解算精度的方法进行了探讨,最后提供了一种验证相对和绝对航向航速解算精度的方法。     

基于全周期电压合成的罗兰C发射机技术研究

本文构建了一种全周期电压合成的罗兰C发射机模型,通过激励后端发射天线网络能够产生标准罗兰C电流。文中分别对不同天线网络匹配和罗兰C电流后沿阶段能量回收进行了分析和仿真,相比传统发射机发射效率至少提高20%。     

罗兰C周期识别时频分析方法研究

该文在分析罗兰C信号的STFT及WV时频变换表示基础上,仿真分析了天线输入端信噪比、天地波幅值比以及天地波相位差对罗兰C信号STFT及WV时频变换的影响。结果表明,罗兰C信号STFT及WV变换的峰值稳定,抗噪声性能强,但都存在多值性,而利用罗兰C信号WV变换的负峰值对应的频率点不同能够有效消除多值性,从而提出了基于WV变换的周期识别新方法。     

基于最小均方和扩展卡尔曼滤波的IMU降噪方法

针对车体振动影响微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)航向精度问题,提出了一种能有效抑制振动噪声从而提升航向精度与稳定性的方法。首先,采用最小均方法对数据进行前端预处理,以提升信噪比；然后,利用加速度计与陀螺仪的互补特性滤除陀螺仪的零偏噪声；最后,采用扩展卡尔曼滤波进一步滤波。总计4h的现场实验结果表明:IMU受载体振动影响较小,航向的精度与稳定性得到提升；其中,在大角度机械运动后的相对航向误差为3.08°,静止时的航向方差为2.44×10-5。     

多微处理器系统及其在罗兰C接收机中的应用

多微处理器系统是目前被广泛应用的一种计算机技术，也是计算机技术的发展方向之一，对多微处理器系统在两种罗兰Ｃ接收机中的应用进行了分析与比较，指出在高性能罗兰Ｃ接收机的嵌入式系统设计中，采用多微处理器系统是一种比较理想的方案。