星载激光测距仪回波弱信号检测技术研究

星载激光测距仪是实现空间探测的重要工具之一,其测距算法是当今研究的热点问题。本文的主要工作是在现有文献的基础上,对激光测距仪的测距算法进行改进,达到更高的测距精度。本文以信噪比(Signal Noise Ratio,简称SNR)、置信概率和信号误差的数学期望三参量作为评判标准,分别从理论论述和基于MATLAB的平台仿真两方面,对一些经典和新兴的检测理论的性能进行了论证,最后整合出了一套可行的综合处理方案。     

TBC与CosaGPS联合数据处理的可行性研究

四个全球卫星导航系统,即全球定位系统（GPS）、全球导航卫星系统（GLONASS）、伽利略卫星导航系统（伽利略）和北斗卫星导航系统已实现了定位、导航和计时的广泛应用。两个新的全球系统,我国的北斗和欧洲的伽利略,目前正在开发中。全球导航卫星系统（GNSS）中的GPS定位原理没有改变,但预计全球导航卫星将实现更高的精度和准确性。基线处理是基于卫星定位的基本原理,在PPP和差分定位中仍然适用于GNSS系统。基线范围从短到长,使用各种商用GNSS数据处理软件对较长的基线进行各种误差补偿和校正,以达到期望的精度和准确性。在不同的天空能见度水平下使用PPP技术对GPS、仅GLONASS和组合（GPS和GLONASS）每日静态观测进行的研究表明,与多GNSS相比,当前现有的软件没有显著改善结果。将GLONASS信号添加到GPS不会影响坐标精度的显著提高,在某些情况下甚至会导致精度下降。在实际工程应用中,用于高精度GNSS数据处理的软件越来越普及。为了充分了解用TBC进行基线解算,对CosaGPS进行数据平差计算的可行性研究,并对基线解算过程中出现的影响因素给出了相应的解决方案。     

基于时间转换数字技术的激光测距仪设计

脉冲式激光测距仪通过测量激光脉冲的往返飞行时间来求得目标与测距系统之间的距离,而激光飞行时间的测量精度是影响测距精度的最关键因素;文章研究了激光回波信号处理电路,采用TDC_GP21(时间数字转换芯片)设计了时间间隔测量模块,详细介绍了TDC_GP21的测时原理与工作流程,设计的测距仪采用TMS320F2812作为主控芯片以提高系统的数据处理速度;实验结果表明,该激光测距仪结构简单,操作方便,测量范围为75m~5km,测量精度为±1m,成本低,能够满足航空航天领域中对于空间目标的测距需求。     

基于DSP+FPGA的激光测距机数字信号处理研究

针对激光回波脉冲窄、弱等缺点，提出数字信号处理技术检测目标的方法；该方法首先采用小波阈值去噪方法对激光回波弱信号进行滤波，然后利用激光回波信号之间的相关性，对滤波后的潜在目标进行目标匹配，检测出目标，整个系统采用高速数宁信号处理器（DSP）实现相应的算法，采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计接口电路，降低了电路的复杂度；实验结果表明，该处理方法不仅提高了激光测距的作用距离和测距精度，而且实现了激光测距仪的小型化。     

自适应交互集合Kalman滤波的动态精密单点定位

为了进一步提高动态精密单点定位的解算精度,采用交互多模型思想构建动态精密单点定位解算模型.采用集合Kalman滤波算法降低GPS数据中因非高斯噪声正态化处理造成的精度损失;利用状态预测向量残差信息,采用自回归模型(AR)修正当前历元的预报值,提高动力学模型的可靠性;根据单位权中误差自适应选取最终滤波解.对某载GPS数据进行验证,计算结果表明,自适应交互集合Kalman滤波是一种性能可靠、精度高的滤波算法.     

基于GNSS测向原理的角度零值校准方法

文章简述了采用光学标定方法进行角度零值标定的局限,提出基于GNSS双天线基线测向原理的角度零值校准方法.以基线长度可变为约束条件,进行了精度验证分析,其角度标定精度完全满足雷达等无线电装备测角精度要求,具有较高的实用价值.     

双目CCD测距系统的高精度标定

为实现高精度的远距离被动测距,提出一种摄像机内、外参数以及双目CCD测距系统的标定方法.基于双目测距模型设计双目测距系统的机械结构,进行左右摄像机的单目标定,利用主点标定方法求出主点坐标,使用两步法线性求解摄像机的焦距、一阶径向畸变系数、旋转矩阵和平移向量,从而对高精度双目测距系统完成基线长、两摄像机光轴夹角和两像面相对位置的系统标定.实验结果表明,摄像机标定精度为0.582 6像素,双目测距系统的标定精度为0.208 mm,取得了较为理想的结果,此外,在300 m以内的目标实际测量精度高于0.28％,满足高精度双目测距的精度要求.     

一种带式输送机物料流量多点超声检测方法

针对单点超声测距技术用于带式输送机物料流量检测时,在煤块分布不均或存在较大煤块情况下测量误差较大的问题,提出了一种基于多点超声对向测距技术的带式输送机物料流量检测方法。该方法通过对物料表面和胶带表面进行多点坐标定位,计算出物料近似截面积,结合带式输送机运行速度,得出物料流量。试验结果表明,在运输煤块较大且不均匀的情况下,该方法的检测误差较单点超声测距技术小。     

用TDC—GP1芯片设计手持激光测距仪

时间间隔的测量是关系激光测距系统测量精度好坏的一个重要环节。笔者设计了一种手持式激光测距仪,利用德国ACAM公司的高精度时间间隔测量芯片TDC—GP1作为时间间隔测量模块。该文详细介绍了测时芯片TDC～GP1的测时原理,以及在测距应用中系统硬件和软件的实现方法。     

时间差分相位平滑伪距定位技术分析研究

实时导航应用中,一般意义上的精密单点定位技术由于IGS精度星历的延后性限制了其应用。研究了实时精密单点定位技术,利用精度较高的时间差分载波相位值对低精度的伪距进行平滑,在伪距单点模型和相位伪距组合定位模型的基础上,推导了相位平滑伪距数学模型及其计算方法,并分析了电离层误差及对流层误差修正模型的影响。最后结合所编写的相位平滑伪距定位软件进行了实测数据导航定位精度测试,得到理想的定位结果,验证了推导的数学模型及其计算方法确实有效可行。模型及其计算方法对实时精密单点定位的应用具有很好的工程价值。