基于Kalman滤波的互补测高方案设计

针对拖靶超低空掠海恒高飞行时精确测高问题,分析了无线电高度表测高模型和加速度计测高模型存在的缺陷,构造了由无线电高度表和加速度计组成Kalman互补滤波器,在给出算法的基础上,设计了互补测高系统.从理论和仿真两个方面对互补测高方案的有效性进行分析,结果表明互补测高方案可有效提高测高精度,具有较强的工程应用价值.     

利用数据平滑抑制无线电高度表的多普勒效应误差

针对多普勒效应对频率测量造成的误差使无线电高度表的测高精度受到影响的问题,提出使用加权平均算法、N次平均算法来抑制多普勒效应误差对测量的影响,并对它们的优缺点进行了分析,给出了各自适用的场合。这些算法分别在国内的三种无线电高度表上使用的效果证明了它们的可行性和可靠性。     

无线电高度表综合检查仪的设计

设计了一种航空无线电高度表综合检查仪,可以定点输出虚拟的无线电高度信号,以标校对应飞参数据采集通道的采集误差,同时还可以实现射频信号通道衰减量控制,可对机载无线电高度表测高精度、搜索灵敏度和跟踪灵敏度进行在线检测。该检查仪对于提高地勤维护的快速性和准确性具有重要意义。     

基于伪码测距高度表实现高精度测量的方法

针对伪码测距高度表增大测高范围和提高测量精度矛盾的情况,给出了一种在提高伪码测距高度表的测高精度时不影响测高范围的方法,并利用现行电子元器件的精确和高速处理能力来实现;该方法引入频率为伪随机序列码元频率的M倍的脉冲序列,通过对其单个脉冲的增减,得到本地伪码与接收伪码在码片内的准确延时,从而提高高度的测量精度;仿真结果表明,使用FPGA实现此方法既能满足高度表提高测量精度的要求,同时也满足测高范围大的要求。     

宽带数字接收机测频方法的研究

在宽带数字式信道化接收机中,对信道化后信号处理的方法通常有在数字式信道化处理后的每个信道后接相位比较器、单比特接收机、另一组FFT.文章对相位法测频进行了matlab仿真,提出了一种解模糊算法.仿真结果表明这种解模糊算法可以得到很好的结果.最后,对此测频方法存在的问题做了分析,并指出了要完善这种测频方法还需要做的下步工作.     

基于STM32的高精度车载气压高度表设计

针对车载气压高度表对跨地域、长时间运行的高精度以及系统小型化、界面友好化等要求,设计了基于STM32硬件平台的车载气压高度表系统.系统中采用高精度硅压阻式压力传感器,皮托管及相关管路组成气路系统实现大气压静压的采集,并通过嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和图形用户界面μC/GUI实现基于多任务的界面显示.实验结果表明：经实时校正后的车载气压高度表在长时间运行时测量精度优于1.2m,具有较高的测量精度,能很好地满足气压高度表车载应用的高精度高度定位要求.     

不同仰角条件下的临近空间静止信道建模与仿真

在临近空间通信系统中,降雨、大气、闪烁等都会引起空地链路信道质量的恶化。通过分析Ka波段临近空间通信信道的电波传播特性,建立了Ka波段临近空间静止通信信道模型。分析了空地链路中仰角变化时,降雨对信号衰落的影响,估算了不同仰角下的相关参数值,并对不同仰角下Ka波段临近空间静止信道性能进行仿真,验证了模型的正确性,为临近空间链路分析及后续研究工作提供了平台。     

光泵磁敏传感器中FPGA调频器设计与实现

射频场调频器是氦光泵磁敏传感器核心驱动部件。模拟压控振荡式调频器存在频率不稳、调试困难和需要高精度测频电路等问题,集成芯片调频器存在控制复杂和功耗高等不足,而FPGA调频器具有频率稳定度高、不需要高精度测频电路和集成在FPGA控制器里的优点。提出氦光泵磁敏传感器数字检测原理和调频器技术指标,阐述FPGA调频器原理并完成设计。调频信号解调实验和扫频式磁共振信号检测实验的结果表明FPGA调频器满足氦光泵磁敏传感器数字化检测要求。     

基于线性调频的时间交叠多址技术研究

在对比分析常用的三种线性调频通信多址技术的基础上,对时间交叠多址技术的基本原理和其在AWGN信道下的误码性能进行了理论分析。通过MATLAB仿真实现了四种线性调频技术在采用时间交叠多址技术时的误码性能分析,分别给出了在高斯白噪声信道下,各种技术分别在用户数为一、四、六、八情况下的误比特图,并进行分析比较。     

一种高精度气压式高度表的设计

采用振动筒式压力传感器,结合单片机技术设计了一种高精度的数字式气压高度表,文中详细的论述了硬件设计,给出了软件设计流程,并从硬件上和软件两方面对引起测量压力的温度误差、静压误差和非线性误差进行了补偿,进一步提高了气压高度表的实际精度,该气压高度表与传统膜盒式气压高度表相比,具有精度高、结构简单、体积小和重量轻等优点。     

一种巡航导弹组合高度方案设计

针对惯性高度通道、气压高度表和雷达高度表在巡航导弹高度测量中的优缺点,根据组合高度的思想,采用卡尔曼滤波的信息融合技术,将三者有机地结合起来,取长补短,实现高度测量。仿真结果表明,气压/惯性/雷达的组合方案可以有效提高高度系统测量精度,增强巡航导弹的稳定性能。     

基于MATLAB/SIMULINK的海面回波模拟器仿真与分析

星载雷达高度计是一种重要的对海洋进行精确测量的主动式微波遥感器。因为高度计能够有效地测量卫星到海面的高度、海面有效波高和海面后向散射系数,它在海洋大地水准面研究和海洋应用研究的诸多方面得到了广泛的应用。海面回波模拟器能够接收和处理高度计信号,产生海面回波波谱来调制高度计信号,最后精确延时后发射回高度计,是在地面对高度计进行测试和定标的一种有效手段。由于功能的全面性,回波模拟器是一个复杂度不亚于高度计本身的系统,因此,对回波模拟器的分析和仿真对于指导它的设计、确定它的精度以及定标的效果有着重要意义。介绍了回波模拟器的结构,分析了海面回波波谱的产生原理并设计了回波模拟器的SIMULINK仿真模型,给出并分析了仿真结果。     

毫米波FMCW雷达近炸引信信号处理设计与实现

引信是通过测量弹头距地面的相对高度来控制战斗部在最佳高度起爆,以提高战斗部的杀伤威力。而近炸引信的目的则是在未到达预定引爆区域而又无法避免对方拦截的情况下,引爆战斗部,以避免战斗部被对方完全破坏后的失效。针对该应用,本文在毫米波波段设计并实现了一种基于调频连续波体制的近炸引信信号处理器。     

Improve the Height Measurement Accuracy in Three-dimensional Imaging Altimeter Using Nadir Interferometric Phase

Roll angle is an important parameter for three-dimensional imaging altimeter to measure Sea Surface Height.The height error due to the roll angle error grows linearly across the swath and a slight error of roll angle will results in a large height error within observation range.So a very accurate knowledge of the roll angle error is required.Nadir interferometric phase has a strong correlation with the roll angle,so using the nadir interferometric phase from the interference image can get roll angle more accurately than instrument measurements.It’s possible to meet the centimeter-level accuracy after correcting the roll angle error.Simulation measurement and elevation reconstruction based on the geometric relationship were performed,and the research of correction the roll angle error by nadir interferometric phase was carried out.Both theoretical calculation and numerical simulation show that the measurement accuracy of roll angle can be as high as 0.03 arcsecond when the accuracy of nadir interferometric phase is 10-3rad.In this case,the height measurement accuracy have been averaged across a swath between 10 and 60 km of nadir will decrease to 0.48 cm which is 6.02 cm when the roll accuracy is 0.36 arcsecond.It means that the nadir interferometric phase method can effectively correct the roll error of three-dimensional imaging altimeter.     

An analytical algorithm with a wave age factor for altimeter wind speed retrieval

Based on the specular reflection theory of electromagnetic waves at rough sea surface and the wind wave spectrum model with a wave age factor, the sea surface wind speeds are retrieved from the normalized radar backscatter cross‐section (NRCS) measured by TOPEX/Poseidon (T/P) Ku‐band altimeter using the mean square slope (MSS) calculated from the spectrum models of the wind waves and the gravity‐capillary waves. A relationship between wave age and non‐dimensional wave height is applied to compute the wave age factor using the significant wave height (SWH) and wind speeds obtained from buoy or altimeter simultaneously. The study indicates that the wave age factor has a significant impact on the retrieval of altimeter wind speed. Compared with the operational algorithm for retrieving altimeter wind speed, the wind speed retrieved from the new analytical algorithm based on the wind wave spectrum model with the wave age factor, proposed in this study, can match the buoy measurements better. The effects of the wave age factor on altimeter wind speed retrieval are also shown quantitatively through a series of experiments and measurements. The comparison with the operational algorithm indicates that both the bias and root mean square error (RMSE) between wind speeds retrieved by the proposed analytical algorithm and those observed by the buoy decrease significantly. In the Gulf of Mexico, with the new analytical algorithm, more accurate altimeter wind speeds are retrieved.     

Measurements of land surface features using an airborne laser altimeter: the HAPEX-Sahel experiment

An airborne laser profiling altimeter was used to measure surface features and properties of the landscape during the HAPEX-Sahel Experiment in Niger, Africa in September 1992. The laser altimeter makes 4000 measurements per second with a vertical resolution of 5 cm. Airborne laser and detailed field measurements of vegetation heights had similar average heights and frequency distribution. Laser transects were used to estimate land surface topography, gully and channel morphology, and vegetation properties ( height, cover and distribution). Land surface changes related to soil erosion and channel development were measured. For 1 km laser transects over tiger bush communities, the maximum vegetation height was between 4-5 and 6-5 m, with an average height of 21 m. Distances between the centre of rows of tiger bush vegetation averaged 100 m. For two laser transects, ground cover for tiger bush was estimated to be 225 and 301 per cent for vegetation greater than 0-5m tall and 190 and 25-8 per cent for vegetation greater than 10m tall. These values are similar to published values for tiger bush. Vegetation cover for 14 and 18 km transects was estimated to be 4 per cent for vegetation greater than 0-5 m tall. These cover values agree within 1-2 per cent with published data for short transects (? 100 m) for the area. The laser altimeter provided quick and accurate measurements for evaluating changes in land surface features. Such information provides a basis for understanding land degradation and a basis for management plans to rehabilitate the landscape.     

一种用于空投翼伞雀降时的声波高度计系统设计

针对空投翼伞雀降时的准确测高问题,在分析了现有高度测量设备优缺点的基础上,提出了采用声波高度计来提高高度测量信号的准确度。首先完成了声波高度计系统原理样机的研制,并利用设计的声波高度计系统在室内和室外针对不同反射面分别进行了不同高度情况下的试验研究,多组试验数据事后处理的最大测量误差均值分别为室内的0.326m和室外的0.814m,表明设计的高度计在试验量测范围内,其测量精度可以满足空投的要求。     

无线电高度表静态模拟测高试验结果分析

介绍某型拖靶使用的KGWXX型无线电高度表静态模拟测高试验方法，给出了试验数据，并对试验结果进行了理论分析。静态模拟测高试验结果表明：该高度表可在超低空状态下提供稳定的高度数据，可以作为某型拖靶系统的高度传感器；该高度表提供的高度数据存在着较大的阶梯误差，将影响拖靶系统的恒高精度。通过分析静态模拟测高试验结果，指出了该高度表提供的高度数据存在较大阶梯误差的原因及解决途径。     

调频连续波SAR数字接收机技术研究

针对调频连续波合成孔径雷达系统误差提取和校正困难的问题,提出了一种基于数字接收机的调频连续波合成孔径雷达系统方案.分析了去调频接收模式下调频连续波合成孔径雷达的回波特性,研究了系统误差对回波信号的影响,推导了在数字时域对回波信号进行正交解调、去调频接收处理以及系统误差提取的实现过程.数字接收处理的方法可以简单有效地提取系统的幅相误差,并进行校正.最后,通过实验仿真证明了该方法的有效性和正确性.