提高GPS卫星数字中频信号捕获性能的方法

GPS卫星发射的信号处于以加性高斯白噪声AWGN为干扰的背景下，若载噪比CNR较差，可能会使接收机一直都处于失捕状态，满足不了某些实时性定位应用的要求。为此，对现有的一种捕获方法——FFT相关法进行数值改进，以减小错捕、漏捕概率，并在若干个捕获周期都失捕的情况下，提出了应对的捕获措施，增大重新捕获的概率，以提高系统的可靠性。     

GPS中频信号仿真及软件接收机设计

提出一种中频信号的软件仿真方法,通过对GPS L1C/A码信号的研究,分析GPS中频信号的数学模型。设计实现GPS中频信号仿真器,并以多普勒频率仿真、多径干扰仿真和噪声仿真为例对GPS中频信号进行仿真实验,为GPS软件接收机的设计与验证提供高效平台。在介绍GPS软件接收机原理的基础上,研究信号捕获、信号跟踪及导航电文解算的实现过程。将设计的GPS接收机的定位解算结果与NovAtel接收机实际测量结果进行比较。结果表明:软件接收机各功能模块算法正确,可以满足使用要求,具有良好的灵活性和可扩展性。     

基于FPGA的扩频基带处理器中数控振荡器设计

扩频无线通信以其带宽大、抗干扰能力强等优点,逐渐取代了原来的窄带、模拟系统,成为铁路通信的发展方向,扩频基带处理器是其重要的组成部分.本文介绍了一种基于FPGA的扩频基带处理器的结构和基本原理,阐述了实现数控振荡器NCO（Numerically Controlled Oscillator）所使用的迭代算法,并对仿真结果进行了分析说明.采用Verilog硬件描述语言,在Quartus Ⅱ软件平台上实现了扩频通信基带处理器的数控振荡器设计.仿真和综合结果表明该算法设计思路正确,相对于传统的查表算法,具有占用资源少、结构简单、输出精度高,控制灵活和易于实现等特点.该方法已在扩频基带处理器中得到应用.     

基于HHT算法的轨道信号解调研究

目前常用的FFT解调算法,虽然可以较为容易地得到调制频率和载频,却不容易得到精确的上下边频.本文采用HHT算法,克服了FFT算法的缺点,对ZPW2000轨道信号解调.通过把EMD分解和瞬时频率相结合,并采用归一化算法,解调出轨道信号的调制频率、载频和上下边频.通过仿真验证,用HHT算法完全可以得到轨道信号的高精度解调.     

冲击干扰下高压不对称脉冲特征频率提取算法

电气化铁路中的不平衡电流,尤其是电网冲击干扰电流,已经成为轨道电路系统主要的干扰源,如何减少冲击干扰的影响成为越来越紧迫的课题。FFT是在轨道电路信号特征参数提取中普遍使用的解调算法,只是FFT有其自身的局限性,不能对非平稳信号进行分析,而小波分析方法是一种时频分析方法,可以将高频信号和低频信号分离,在处理非平稳瞬时信号时有明显的优势。本文以高压不对称脉冲轨道电路为例,提出一种基于小波分析提取高压不对称脉冲信号特征频率的算法。通过计算机仿真,此算法不仅具有一定的抗干扰能力,而且具有较高的精度。     

一种基于块平均互信息率的物理层抽象算法

物理层抽象是评估即时无线信道质量的主要技术,其算法性能直接影响无线系统分析与仿真的结果。传统的物理层抽象以平均信噪比作为无线信道质量的表征,对无线信道质量进行评估。本文提出一种基于块平均互信息率的物理层抽象算法,利用平均互信息量作为无线信道质量的表征,提高物理层抽象算法的性能。在本文的算法中,首先计算无线资源块所有子载波的平均互信息量,然后得到即时的无线信道质量。仿真结果表明,在Wi MaxⅡDL环境下,对于40%ITUPedA3 km.h-1-40%ITUPedB3 km.h-1-20%ITU VA30 km.h-1混合信道模型、多种调制编码格式以及ML和MMSE检测,本文提出的算法能够更精确地预测无线信道质量。     

基于混沌理论的应答器上行链路信号检测方法研究

针对强噪声背景下传统应答器上行链路信号解调方法精确性低的问题,提出一种新的利用混沌理论的解调方法。结合应答器上行链路信号的特点,分析了基于混沌理论检测应答器上行链路信号的可行性,提出了检测步骤,利用Matlab仿真验证。最后,将此方法与传统解调方法进行比较分析,发现在更低信噪比情况下,混沌检测法的检测结果更加精确。     

基于Cortex-M3的智能道岔表示电压采集系统

本文以ARM嵌入式设计技术为背景,设计了基于Cortex-M3的智能道岔表示电压采集系统,针对道岔表示电压信号,提出了两种算法,FFT算法和RMS算法,给出了系统的硬件结构和具体的实现方法.     

基于三谱线插值FFT算法在列车失稳检测中的研究

针对传统的快速傅里叶变换(FFT)算法在进行列车振动频谱分析中存在栅栏效应和频谱泄漏现象,不能对列车振动加速度信号进行准确测量的问题,提出一种基于三根谱线来修正频率和幅值的计算方法,通过加窗和插值来改善计算的准确度。仿真证明了该算法的高精度和简单易实现的特点。     

高铁列车停靠站客票收入率分类及收入预测研究

对各站客票收入率进行分类并预测各路局收入,对于运输部门制定收入计划、高铁列车开行计划等都具有一定指导意义。本文基于中国铁路总公司下发的客运运行图中直通高铁列车分站信息,首先提出一种Kmeans-CACC方法对客票收入率进行离散化处理,克服了无监督离散化的缺点,利用CACC算法对影响因素数据进行离散化处理;然后,设计一个基于误差区间交集和样本密度的最优收入率选取方法,找出各个分类中满足误差范围的收入率;最后,利用随机森林算法对客票收入率进行分类,并预测各路局收入。实验结果表明,本文提出的离散化算法及分类算法能够对收入率进行精确度较高的分类,提出的收入率选取算法能较好地预测收入。     

铁路信号电源监控系统的研究和应用

介绍了一个适合于铁路信号电源的监控系统.该系统可以实现数据采集、数据处理以及数据通信,还可以对设备故障进行监视、报警和记录故障波形.同时,着重讨论了信号电源监控系统的核心元件SPM60的结构和功能.     

基于虚拟仪器的数据采集系统的设计与实现

介绍了一种数据采集系统的设计方案,利用虚拟仪器开发平台,采用PCL-6014数据采集卡,对加速度信号进行实时变采样频率的采集.实践证明,LabVIEW用于数据采集,分析等任务时,可以有效的减少系统的开发时间,同时也提高了编程效率.     

机车速度信号处理片上系统设计

介绍频率等精度测量原理,并应用于基于Nios Ⅱ的机车速度信号处理片上系统设计中,实现机车速度信号的等精度采集与处理,在机车双闭环控制系统中的应用表明,效果良好.     

多点高速同步温度采集系统的设计

本文提出一种高速同步温度采集的方法,可充分利用AVR ATmeg16单片机的输入输出口同时采集多点温度信号,结果证明,此方案大大提高了温度采集速度,使得采集多点温度的时间与采集一点温度信号的时间相同,实现了温度信号的高速同步采集.     

地铁在役车辆车轴超声波探伤方案

提出了一种地铁车辆车轴超声波探伤新方案,并介绍了相关超声波探伤仪的研发方案。探伤仪采用高精度调节探头倾角的专用探头盒以及基于嵌入式PC104系统的数字化信号采集及处理单元,完成探伤全过程。该方法只需打开车辆端盖便可对车轴进行探伤,并从探伤仪中即可对缺陷波和界面波作出分辨,降低了误判率。     

城市轨道交通信号系统采集和驱动电路雷击试验方法

通过分析城市轨道交通信号系统采集和驱动电路的工作原理,找到了雷电电磁脉冲的引入途径。结合测试标准要求,分别给出了采集电路、光控可控硅驱动电路和晶体管驱动电路等三种不同接线形式的雷击试验方法。指出了试验过程中需要注意的问题,为城市轨道交通信号采集和驱动电路的防雷设计提供合理的试验方法。     

基于LabVIEW的转向架应力应变测试系统设计

本文以LabVIEW为软件开发平台,结合相应的NI工控机及数据采集卡,完成了对应力应变信号数据的自动采集与处理,具有实时显示应变值、实时存储、数据处理等功能,使用灵活,可移植性好,性价比高。结果表明,采用NI计算机测试系统代替传统的应变仪,对应力应变信号实时数据采集与处理具有重要的现实意义。     

基于EMD和ARMA模型桥梁振动信号降噪的处理方法

在桥梁振动信号的采集和传输过程中,针对外界环境的影响可能会在信号中形成局部强噪声干扰,从而造成分析结果的失真以及由于桥梁振动信号通常具有较宽的频谱成分,致使传统的滤波降噪方法存在很大的局限性等问题,基于经验模态分解(EMD)和自回归滑动平均(ARMA)模型提出了一种信号降噪方法。首先,利用EMD把有强噪声干扰的信号分解成不同时间尺度的本征模函数(IMF)和残余项;然后,分别对每个IMF无干扰区段建立ARMA模型,利用各个模型对有干扰区段进行滤波,用滤波后的数据代替原来的数据,对于残余项,拟合为多项式;最后,将所有的IMF及拟合后的残余项叠加,即得到降噪后的信号。通过对实测南京长江大桥有对讲机干扰的应变信号进行分析,结果表明了该方法的可行性及有效性。