复杂密集信号环境实时模拟器结构设计

提出了一种实时模拟复杂密集信号环境的模拟器的结构设计方法 ;给出了一个以TMS32 0C30和TMS32 0C31并行处理的视频信号模拟器的设计实例 ,这种模拟器以微机为主控机、以多片高速数字信号处理器并行处理作为从机 ,构成其控制系统 ,可同时模拟用户现场指定的多种不同类型的辐射源信号 ,具有实时性高、易于修改、可扩展性好等特点。     

基于GPS OEM的GPS模拟器研究

首先分析了GPS模拟器的研制开发的意义及其应具备的功能，接着阐述了根据卫星轨道参数同船位无关的特性和卫星运动规律，利用GPS OEM板接收的导航电文提供的卫星轨道信息，在大型船舶模拟器的基础上设计出的基于GPS OEM的GPS模拟器的设计思想。同时对模拟器研制涉及到的数据读取、GPS卫星位置计算、可观测系列的求解、选星及几何精度因子GDOP的计算、GPS船位计算等问题作了详细阐述。     

一种基于DDS技术实现的雷达信号模拟器

介绍一种基于直接数字合成 (DirectDigitalSynthesis,DDS)技术的雷达信号回波模拟器的信号仿真及硬件实现方案。这种模拟器可以模拟生成脉冲雷达接收机末端的视频信号输出 ,并能灵活地实现对回波中的目标、噪声和杂波特性的控制 ,具有良好的可编程性。     

深空探测自主导航光学信号模拟器设计与实现

提出并实现了一种应用于深空探测自主光学导航地面仿真实验的光学信号模拟器.该模拟器以高性能图形工作站、高分辨率LCD显示器和光学准直器为主要硬件,通过软件实现深空中光学信号源(恒星、大行星、小行星)的精确位置与光学特性的计算,利用OpenGL实现深空中天体的三维重建并投影到LCD显示器上,最后使用光学准直器实现平行模拟光信号的输出.实验证明该模拟器简单有效,可为新一代深空光学导航相机地面测试实验提供可靠的输入信号.     

从强信号掩盖中检出弱信号的一种新检测算法

针对功率较强、带宽较宽调制信号掩盖下是否隐藏有功率较弱、带宽较窄调制信号的检测问题进行研究,提出了一种新检测算法。算法先根据调制信号的星座特性消除强信号的干扰,在此基础上分别从时域和频域角度提取了两个特征参数:K参数和H参数,结合两个参数的特点设计了检测算法。该算法能够实现具有一定能量和带宽弱信号的高效检测,并能对弱信号的个数进行估计。仿真结果表明,算法具有很高的正确检测概率。     

基于随机共振的高灵敏度GPS信号捕获算法

针对微弱环境下全球定位系统（global position system, GPS）信号捕获问题,提出了基于随机共振（stochastic resonance, SR）的GPS信号捕获算法。该算法首先用部分匹配滤波器对GPS信号进行分段相关预处理,然后利用SR提高预处理后信号的信噪比(signal to noise ratio, SNR),SR中引入了二次采样和自适应技术,解决了传统SR不适合捕获大频率信号(频率远大于1Hz的信号)及SR参数难以与被捕获信号匹配的难题,最后采用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）谱分析技术,实现在较短的相关累积时间内获得较高的捕获灵敏度。实验表明,算法能明显提高系统捕获性能,在相关累积时间为10 ms,信号SNR为-38 dB的情况下,算法捕获GPS信号的正确检测率达到100%。     

基于周期图的瞬时GPS信号测速仿真研究

在某些特定的应用情况下,GPS接收机接收到的信号是非连续,或者是间段瞬时的.如何合理有效地利用间段的瞬时GPS信号进行定位、测速是个很有意义的课题.考虑在瞬时信号情况下GPS的测速问题,针对片段信号的特点提出了基于经典谱估计方法测量载体速度的方法.首先应用周期图法估计片段GPS信号的多普勒频移,计算视距变化率,然后建立视距变化率方程,进而求得接收机的速度.通过Matlab模拟的信号和GPS仿真器模拟产生的高动态信号仿真验证了多普勒频移的估计精度和用户速度的测量精度.     

惯性信息辅助的高动态弱GPS信号快速捕获

通过分析高动态弱GPS信号对捕获的影响,提出了一种惯性信息辅助的快速捕获算法。该算法利用惯性系统的速度估算GPS载波信号的多普勒频移,减小频率搜索范围。同时,通过改进基于快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）的相干-非相干积分捕获策略,克服了导航数据位边沿和多普勒速率引起的能量扩散,提高了捕获的灵敏度和速度。最后,对高动态弱GPS信号捕获进行了仿真验证,结果表明该算法仅用300 ms的输入数据就可以有效捕获载噪比为24dB-Hz的GPS信号。     

同频混合信号的一种实时盲解调方案

简要回顾了基于粒子滤波的同频混合信号盲分离算法.着重研究了混合信号的定时问题,提出了基于Gardner算法的定时方法并从理论上分析了其有效性.在此基础上提出了一种Gardner定时+粒生子滤波+Viterbi序列检测的同频混合信号实时盲解调方案,其中Viterbi算法可以根据粒子滤波估计出的信号参数,对信号符号作进一步估计以达到更好的解调效果.仿真结果验证了该方案的可行性.     

基于Kalman滤波理论的高动态GPS信号跟踪系统仿真研究

高动态意味着载波多普勒频移变化率较大,实际中真实的高动态信号通常难以采集到,比如在弹载、星载环境下.为了研究高动态GPS信号跟踪问题,首先设计了一种高动态GPS中频数字信号仿真模型,并在此基础上研究了一种基于Kalman滤波理论的高动态信号跟踪技术.信号的模拟和跟踪都是基于Matlab的Simulink环境,仿真结果显示高动态信号模拟理想,应用Kalman滤波理论的高动态跟踪技术跟踪稳定,精度满足要求.     

分布式INS/GPS组合导航仿真器开发

在研制INS/GPS组合导航系统之前建立INS/GPS组合导航仿真器系统是节约研制成本和缩短开发周期的有效途径,利用多台计算机搭建分布式组合导航仿真器能够更逼真的对系统进行仿真。该仿真器由GPS仿真子系统、INS仿真子系统和INS/GPS组合导航仿真子系统三大部分组成,对该系统之间的硬件接口设计、算法和软件开发进行了论述,对比较难解决的系统同步问题提出了解决方法。最终的设计方案已成功的应用于某飞机仿真系统中。     

雷达视频信号实时模拟器的一种通用结构

提出一种雷达视频信号模拟器的通用模块化结构 ,采用高性能的计算机和通用数字信号处理器构成 ,降低上层算法和底层硬件之间的关联程度 ,使得系统具有良好的通用性和实时性。讨论了在模块化设计中需要注意的主要问题 ,并以某脉冲多普勒雷达的模拟器为例 ,对这种结构进行了具体说明。但由于雷达信号处理的特点 ,模拟器还不能很简易地实现仿真能力和功能的扩展 ,这是有待解决的问题     

强干扰下GPS接收机性能仿真和分析

由于GPS接收机接收信号弱,使得接收机容易被干扰.为了分析干扰对GPS接收机的影响,开发了一个基于Marlab的软件仿真平台.该平台包括四个部分:用户界面、GPS信号仿真器、GPS软件接收机以及干扰信号发生器.接收机在受干扰信号的驱动下的输出量:伪距、载噪比、锁相环锁定值和定位误差,用于接收机的干扰性能分析.理论结果和实验结论相吻合表明该软件仿真平台可以用于干扰条件下接收机的性能分析.同传统的硬件仿真相比,软件信号仿真平台以较低的代价为研究者和开发人员的评估和测试提供更多的灵活性.所有的关键技术都采用Matlab语言的模块化编程.因此,该仿真平台适合该领域的初学者掌握GPS原理和研究者开发更先进的抗干扰算法.     

基于DDS的雷达中频回波模拟器的设计与实现

介绍了雷达中频回波信号的设计原理,推导了不同波形种类的回波信号表达式,并为目标建立了4种截面积起伏模型。最后给出了一个基于DDS的雷达多目标模拟系统中频单元的设计实例,该单元可以灵活生成包括常规脉冲、线性调频、非线性调频、相位编码在内的雷达中频回波信号,为被试雷达提供较为全面的测试环境。     

GPS接收机相关器技术研究及FPGA实现

GPS接收机中的相关器设计是GPS接收机设计的一个关键技术之一.阐述了GPS相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了详细的理论分析,利用本地产生的C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,提高了捕获的速度和精度,并用verilog硬件描述语言在FPGA中实现了GPS相关器的全部设计.设计中首先在modelsim下进行功能仿真,然后进行时序仿真,仿真通过后下载到Xilinx VirtexTM-II Pro开发板中进行验证.运行结果表明设计的相关器工作正常,性能可靠,与微处理器配合可以完成GPS信号的捕获和跟踪.     

天线方向图在GPS仿真实验中的应用

利用Spirent公司的GSS6560 GPS模拟器建立了仿真平台,将载体姿态和接收机天线方向图加入到仿真过程中,模拟了载体姿态变化和天线方向图对接收到的卫星信号的影响,针对有无天线方向图和载体姿态变化的不同情况进行了对比实验,分析了卫星信号强度的变化过程,验证了载体姿态变化对接收机工作情况的影响,为GPS接收机测试和有GPS参与的组合导航系统半实物仿真提供了更加真实的仿真环境。     

某型火箭炮发射训练模拟器的研制

火箭炮发射训练是炮兵（火箭炮）部队训练的重要内容。根据炮兵实装训练费用高、器材少等实际情况，研制了火箭炮仪器舱发射训练模拟器，并分析了硬件结构、系统功能和工作模式。采用RS．232、RS-485串行通信技术和ADuC-812单片机技术实现外围设备的连接和信号的采集与处理；利用三雏建桢献件Multigen Creator和驱动软件Vega函数库进行虚拟模型的建立和渲染，最后生成实时仿真应用程序。建立的三维模型形象逼真，研制的模拟器经教学和训练试用效果较好。     

基于“当前”统计模型的高动态GPS信号跟踪算法

提出了一种新的高动态GPS信号跟踪算法,基于＂当前＂统计模型对载波瞬时相位过程、瞬时频率及瞬时频率变化率过程进行建模;在此基础上,结合系统状态方程为线性而量测方程为非线性的特性,采用简化UKF算法对信号参数进行估计,同时采用EKF和标准UKF滤波算法在同等条件下对信号参数进行估计比对。仿真结果表明对信号参数所建模型能真实反映信号的过程,验证了所建模型的正确性的;简化UKF参数估计结果不仅精度与标准UKF相当且具有较高的运算效率,能更好满足高动态下的实时性需求。

Abstract：

A new high dynamic GPS signal tracking algorithm was proposed.Based on current statistical model,a new model for the GPS signal transitional process was established.Since the system involved a linear state equation and a nonlinear measurement equation,a simple Unscented Kalman Filter （UKF） algorithm was applied to estimation the signal parameters.For comparison purpose,an Extended Kalman Filter （EKF） algorithm and a standard UKF algorithm were also applied to the system to illustrate the effectiveness of the proposed filtering algorithm.Simulation results show that the new model can precisely represent the real signal process,and the simple UKF algorithm achieves high precision comparable to standard UKF with higher operation efficiency.Therefore,the new model and the proposed algorithm can satisfy real time requirement in high dynamic environment.