全球导航卫星系统矢量载波环的设计与分析

为了减弱在传统跟踪算法中不良通道或者解算错误带来的影响,提出自适应载波跟踪算法.算法的基本思想是通过矢量环辅助标量环而不是完全替代标量环实现信号的跟踪.它在每个跟踪通道里添加一个卡尔曼滤波器,该滤波器利用当前鉴频器输出的频率残差与导航处理器反馈的载波频率进行环路更新;根据两者的方差,自动调节通道滤波器的增益因子,保持更加准确的载波估计频率.不同于传统矢量跟踪算法必须在完成导航解算后才更新跟踪环路,改进算法运行在每个跟踪通道上并根据环路积分间隔更新跟踪环路,因此可以在低解算速率的要求下跟踪更大的动态范围.改进算法结合了矢量与标量环路两者的优势,具有矩阵小和数据处理简单的特点.仿真结果表明,该算法较传统算法提高了信号跟踪的准确性和鲁棒性.     

适应高动态环境的GPS载波相位估计方法研究

鉴于载波相位观测量可提供高精度定位信息的特点 ,分析了在高动态环境获得载波相位观测量的三种可能方法 ,对三种方法的估计精度和动态跟踪能力进行了比较 .提出了一种适合GPS系统的高动态环境载波相位测量方案 .     

星间激光干涉仪中频载波跟踪技术研究

针对星间激光干涉测距系统高动态载波跟踪的需求,提出了一种基于锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的载波跟踪算法,采用改进后的叉积自动频率跟踪环(CPAFC)进行频率牵引,采用科斯塔斯环对载波相位进行高精度跟踪,有效解决了高动态条件下环路跟踪精度和动态适应性能之间的矛盾。基于simulink搭建了模块化仿真系统,对载波环路的性能进行了仿真,结果表明该跟踪环路能够适应±6 kHz/s的环路动态,可用于星间激光干涉仪高动态载波信号的稳定跟踪。     

基于三线法的高动态载波同步方案

针对在高动态下实现载波同步的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)三线谱法和锁相环(PLL)相结合的载波同步方案:首先在利用周期图峰值进行粗估的基础上,根据提出的新的插值公式,利用峰值左右2条谱线的幅度进行细估;再将得到的载波参数作为跟踪环路的引导频率,控制数控振荡器(NCO)的输出频率;最后通过PLL环路的自适应算法实现载波相位的动态跟踪。该方法一方面可使载波参数的实时精确估计能够适应高动态低信噪比的要求,减小了跟踪时间;另一方面在跟踪环路中由高精度的PLL进行相位补偿,二者结合可以满足动态性能和跟踪精度的要求。     

BPSK调制高动态遥测接收机的设计

针对BPSK调制的高动态遥测接收机的多普勒频率漂移大和码元符号周期随着多普勒变化的问题,提出了一种全数字的接收机结构,研究了载波频率跟踪和码元符号定时跟踪的跟踪算法,指出了跟踪环路的稳定条件.仿真验证了该算法和接收机结构的可行性,结果表明,该接收机在初始频偏23 kHz、加速度20g、载波初始相位π/2、码环初始偏差5...     

基于自适应容积卡尔曼滤波的矢量跟踪算法

当前矢量跟踪环路中,鉴别器的输出受噪声影响存在较大误差,针对该问题,提出使用容积卡尔曼滤波器代替鉴别器的算法,对I/Q支路数据进行滤波处理,输出码相位误差和载波频率误差。该算法不仅可以规避鉴别器的非线性问题,而且可以降低噪声的影响。同时,使用容积卡尔曼滤波算法处理非线性的I/Q支路数据,有效地保证了数据处理的精度。针对噪声是未知或时变的特点,采用新息协方差对量测噪声的协方差矩阵进行实时估计,提高了算法应对环境噪声变化的鲁棒性。将新算法与基于鉴别器方式的矢量跟踪算法进行对比验证,实验数据表明,改进后算法输出的码相位误差和载波频率误差更小,用户位置和速度的解算精度也更高。     

多径信道下扩频导航信号跟踪性能研究

针对扩频导航信号多径信道下信号跟踪性能,分析了时延小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位和载波相位跟踪误差的影响,并建立跟踪环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环和载波相位跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上,对伪码相位跟踪和载波相位跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相埘直达信号伪码相位和载波相位时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.关键字:多径信道;伪码跟踪;载波跟踪;跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相对直达信号伪码相位和载波相痊时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.     

窄带干扰抑制对载波相位测量零值影响分析

为研究窄带干扰抑制对卫星导航系统载波相位测量零值的影响,采用典型窄带干扰抑制算法的等效滤波模型进行分析,构建窄带干扰抑制下的载波相位测量零值偏差分析模型,推导载波相位测量零值偏差与等效滤波器的关系,并给出载波相位测量零值无偏性的条件.分析表明:等效滤波器为线性相位滤波器的窄带干扰抑制算法对载波相位测量零值没有影响,等效滤波器为非线性相位滤波器的窄带干扰抑制算法对载波相位测量零值的影响与等效滤波器的时域抽头系数直接相关.蒙特卡洛仿真给出了典型窄带抑制干扰算法在不同窄带干扰参数下对载波相位测量零值造成的偏差.     

临近空间高动态高速载波捕获跟踪的实现方法

为了接收临近空间高动态高信息速率用户信号,需要设计载波链路的捕获与跟踪系统.根据临近空间网络高动态高信息速率的链路特性,着重分析了HDHI(HDHI,high dynamic and high information-rate)载波链路捕获跟踪的特性及实现方案.对载波链路捕获跟踪的设计原理做了清晰的说明和推导,提出了适合HDHI载波链路捕获跟踪设计方法,并对高动态高信息环境中接收机的载波捕获与跟踪数字系统的设计做了详细的陈述.最后通过实验和对比论证了利用DQPSK方式的HDHI信号捕获跟踪设计方法是可行的.     

动态和噪声环境下伪码和载波联合测距算法研究

在分析伪码和载波跟踪环性能的基础上,给出了跟踪环路的最优带宽.根据实时估计的信噪比动态的更新环路带宽,减小噪声带来的跟踪误差.针对载体的动态性利用AFC算法快速得到多普勒频率,并利用载波辅助伪码跟踪环路,可以在较窄的环路带宽下跟踪高动态的扩频信号,从而可以很好地抑制宽带噪声,提高跟踪精度.理论分析和仿真表明,该方法能有效改善环路的动态性能和跟踪精度,满足系统要求.     

一类不确定关联大系统的鲁棒故障诊断

讨论了不确定性关联大系统的鲁棒故障检测问题,使残差信号和加权故障信号之间的误差最小,并对动态关联项、控制输入和系统的不确定性具有鲁棒性进行了探讨,应用线性矩阵不等式得到此类不确定性系统的鲁棒故障检测滤波器的存在条件.最后,给出了滤波器参数矩阵的数值解法.仿真例子说明了方法的有效性.     

滤波技术在高层建筑物变形观测中的应用

为顾及风荷载引起高层建筑物的变形，设计出了一个卡尔曼滤波器，对高层建设物变形观测值进行处理，并就有关问题进行了探讨．     

基于DWT/LMS直交自适应算法的非线性系统辨识

针对传统的最小均方(LMS)算法在信号处理中的不足,提出了在变换域LMS算法中实现离散小波变换(DWT)的算法,并给出了基于直交DWT／LMS自适应算法的非线性滤波器的结构,该方法实现简单,可减少自适应滤波器输入相量自相关矩阵的谱动态范围,比传统的LMS算法的收敛速度快,增加了系统的稳定性;将其用于非线性系统辨识,能够改善辨识模型的自适应能力,数值仿真结果表明了本文方法的可行性和有效性。     

一种改进的无锁相环单相谐波电流检测方法

针对目前单相谐波电流检测方法存在的问题,对无锁相环谐波电流检测法进行了详细分析,提出了一种改进的无锁相环单相谐波电流检测方法.采用低通滤波器和均值滤波器串联的形式对原有低通滤波器进行优化,以提高检测精度和动态响应速度;采用基波电流反馈形式,以进一步提高动态响应速度.Matlab/Simulink下的仿真结果表明:所提方法确实可行,大大提高了检测精度和动态响应速度.     

Adaptive Kalman Filter of Transfer Alignment with Un-modeled Wing Flexure of Aircraft

The alignment accuracy of the strap-down inertial navigation system (SINS) of airborne weapon is greatly degraded by the dynamic wing flexure of the aircraft. An adaptive Kalman filter uses innovation sequences based on the maximum likelihood estimated criterion to adapt the system noise covariance matrix and the measurement noise covariance matrix on line,which is used to estimate the misalignment if the model of wing flexure of the aircraft is unknown. From a number of simulations,it is shown that the accuracy of the adaptive Kalman filter is better than the conventional Kalman filter,and the erroneous misalignment models of the wing flexure of aircraft will cause bad estimation results of Kalman filter using attitude match method.     

Adaptive Kalman Filter of Transfer Alignment with Un-modeled Wing Flexure of Aircraft

The alignment accuracy of the strap-down inertial navigation system (SINS) of airborne weapon is greatly degraded by the dynamic wing flexure of the aircraft. An adaptive Kalman filter uses innovation sequences based on the maximum likelihood estimated criterion to adapt the system noise covariance matrix and the measurement noise covariance matrix on line, which is used to estimate the misalignment if the model of wing flexure of the aircraft is unknown. From a number of simulations, it is shown that the accuracy of the adaptive Kalman filter is better than the conventional Kalman filter, and the erroneous misalignment models of the wing flexure of aircraft will cause bad estimation results of Kalman filter using attitude match method.     

Adaptive Federal Kalman Filtering for SINS／GPS Integrated System

A new adaptive federal Kalman filter for a strapdown integrated navigation system/global positioning system (SINS/GPS) is given. The developed federal Kalman filter is based on the trace operation of parameters estimation‘s error covariance matrix and the spectral radius of update measurement noise variance-covariance matrix for the proper choice of the filter weight and hence the filter gain factors. Theoretical analysis and results from simulation in which the SINS/GPS was compared to conventional Kalman filter are presented. Results show that the algorithm of this adaptive federal Kalman filter is simpler than that of the conventional one. Furthermore, it outperforms the conventional Kalman filter when the system is undertaken measurement malfunctions because of its possession of adaptive ability. This filter can be used in the vehicle integrated navigation system.     

Research on dynamic characteristics of multi-sensor system in the case of cross-sensitivity

Research on dynamic characteristics is an important part of measurement system[1].In order to improve the dynamic characteristics of the sensor, one can start in two ways:changing the structure and parameters of sensors, and processing the outputs of sensorand designing dynamic compensating term. With the popularity of computers, the latterway is adopted widely[2]. For the designing of the present measurement system, mostmeasurement systems are of one sensor for one measurand, and the research…     

基于叠代LMI的故障检测滤波器设计

研究线性时不变动态系统鲁棒故障检测滤波器设计问题.该问题一般被描述为非凸的双线性矩阵不等式(BMI),通过将BMI中可完全平方的非正定项的上界替代原非正定项,从而转化为一组线性矩阵不等式问题.提出一种叠代的LMI算法用于实现故障检测滤波器的最优设计.     

参数不确定δ算子系统的鲁棒保成本l_2-l_∞滤波

研究参数不确定δ算子系统鲁棒保成本l2-l∞滤波问题。针对l2-l∞性能这一类扰动抑制度指标,设计滤波器,使滤波误差动态系统是鲁棒渐近稳定的(当外部扰动恒为零时),l2-l∞性能指标上界尽可能的小,同时保证保成本函数具有一定的上界。采用线性矩阵不等式方法,给出了鲁棒保成本l2-l∞滤波器存在的充分条件,进而提出滤波器的设计方法。数值算例验证了该方法的可行性。