微弱GPS信号捕获算法研究

为了快速有效地检测到微弱的GPSC/A码信号,研究一种基于软件接收机的信号捕获算法,分析此算法的信号捕获性能。这种算法利用FFT和IFFT技术加快了捕获速度;针对预检测求和间隔里有可能包括数据位改变,讨论了交替的半个数据位选取方案和整个数据位选取方案两种解决方案。通过仿真分析证明,这种信号捕获算法具有更强的信号检测能力。     

一种提高BOC信号伪码相位测量精度的无模糊捕获算法

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪码相位的捕获精度。理论分析和实验验证表明,算法能够消除BOC调制信号的捕获模糊性,并将伪码相位测量精度提高72%。     

一种高灵敏度测控应答机捕获算法设计与实现

对一种用于高灵敏度测控应答机的基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法设计和实现进行了研究。给出了算法的基本原理、微弱信号捕获及流程。仿真比较了基于非相干累加、差分相干、差分非相干的FFT捕获算法和基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法的性能。介绍了捕获算法的核心模块中控制模块、输入数据缓存、数据处理和输出数据缓存等硬件设计。调试结果表明:该捕获算法可在一定的捕获时间内将捕获灵敏度较传统指标提高4dB。     

一种新的微弱GPS信号捕获算法研究

提出一种新的适用于GPS软件接收机的微弱GPS信号捕获算法。这种算法结合软件接收机中常用的循环相关和非相干的方法,采用相邻历元数据相乘的方法消除了非相干处理中的平方损耗。分析如何利用这种算法确定采样频率、相干积分时间、非相干积分时间等参数,并且对算法的性能进行验证。     

基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法的FPGA设计与实现

BOC信号自相关函数的多峰特性是造成捕获模糊性的直接原因,基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法能够消除BOC信号的捕获模糊性,提高伪码相位的测量精度。对算法进行FPGA设计与实现,并通过Matlab、Modelsim和SignalTap-II进行验证。测试结果表明,算法能够成功捕获到BOC信号,并且SignalTap-II中采集到的多普勒频率及码相位捕获结果与Matlab中计算结果一致,在验证算法可行性的同时证明了FPGA设计的正确性。基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法易于工程实现,具有较高的工程实用价值。     

基于MDBZP的微弱扩频信号捕获方法研究

扩频接收机中微弱信号捕获是个难点。针对传统捕获算法对微弱扩频信号捕获概率低、分辨率不高的问题,引入常应用于捕获GPS信号的改进的双块零拓展MDBZP算法,并创新性地对其进行改进和参数优化,提出适用于扩频接收机的M~2DBZP(modified MDBZP)算法。根据M~2DBZP算法提供的数据分块组合和补零原则,仅需要较小的计算量就可以完成长时间相干积分和未知数据跳变处理。仿真结果表明,当数据码率为5 kb/s时,M~2DBZP算法能精确地捕获信噪比低至-40 dB的微弱扩频信号,且具有较高的分辨率,伪码相位精确到采样点。还验证了M~2DBZP算法针对不同码率的普遍适应性。与传统单频域并行捕获算法相比,在捕获分辨率相同的情况下,M~2DBZP算法的计算量减少了约86%。     

基于相关重构的BOC调制信号捕获新方法

BOC调制信号具有多个相关峰值,其零点的存在会使得接收机捕获环路做出错误的判断.鉴于此.提出了一种新的捕获算法,该算法鉴于分形的思想,利用简单的折叠原理重构了BOC调制信号的相关函数,消除了其相关函数零点的影响,并通过增加主峰高度,提高了信号的检测概率.重点针对直接处理中的三路并行相关法.进行了对比分析与仿真实验.仿真结果表明,该算法可为跟踪环路提供相位信息,适用于高阶BOC调制信号的捕获,运算复杂度低,从而打破了三路并行相关法的局限性.     

Galileo卫星导航系统中的BOC调制与接收技术

介绍了二进制偏移副载波(BOC)调制的原理、性能及其扩频信号相关特性。在分析E5波段Galileo导航信号的接收和捕获技术的基础上,提出了改进的数字化基带处理模型和信号捕获方法。用结构仿真对基带信号处理模型和信号捕获算法进行仿真验证。仿真系统实现了标准E5波段Galileo导航信号的发生、数字化中频接收和基带信号处理,以及信号捕获。结果表明该信号处理方法能消除BOC调制扩频信号自相关函数多峰特性导致的捕获性能下降,可显著提高伪码顺序搜索速度,并大幅缩减跟踪环路的硬件规模。     

一种改进的深空高动态微弱信号频率捕获算法

分析传统的基于极大似然法的高动态微弱信号频率捕获算法,深入研究发现,在高动态条件下求平均周期图的时候存在多普勒频率变化率差值,使得信号非相干累加无法达到最佳效果。针对此问题,提出一种频域循环移位累加求周期图的改进算法,在相同多普勒动态范围及多普勒频率变化率条件下,提升信号频率捕获性能。     

GPS信号的码相位与多普勒频率联合捕获

分析了PMF FFT码捕获算法在不同频偏下的性能,针对其频率估计精度较低引起的部分频偏下的检测性能下降,提出了一种改进的码相位与多普勒频偏联合捕获方法。首先基于部分匹配滤波(PMF)相关算法得到一组匹配滤波输出;然后在PMF FFT算法基础上提出了一种利用FFT幅度差求解的低复杂度高精度迭代频偏估计算法,并利用此高精度的频率估计值补偿PMF输出,进行相干检测,从而在提高频率估计精度的同时提高了信号的检测概率,实现了高精度的频率估计与码相位捕获的联合处理。仿真结果表明检测算法可以有效改善频偏估计精度,提升检测概率,并且具有极低的复杂度。     

一种高距离分辨低截获概率雷达信号性能分析

首先分析步进频率雷达信号实现高分辨率的优缺点,在此基础上设计了一种改进的步进频率信号-参差脉冲重复间隔步进频率信号,然后分析了该信号的处理过程.与步进频率信号在高速目标下成像失真相比,参差脉冲重复间隔步进频率信号的多普勒性能有了很明显的改善.最后分析了参差脉冲重复间隔步进频率信号的低截获概率特性.     

GPSBIIF-1卫星L1频点QPSK VS CASM信号质量评估

为了评估GPS L1频点信号体制转换前后的空间信号质量，基于高增益天线接收系统采集数据，对相干自适应副载波调制(CASM)调制和QPSK调制信号质量进行对比分析。首先，简要介绍CASM调制模型，利用波形匹配技术求解L1频点授权信号伪码序列。其次，基于星座图分布和极大似然估计分别解决出QPSK和CASM调制信号分量功率分配难题。最后定量地利用相关特性参数中的S曲线过零点偏差(SCB)和相关损失(CL)对比分析L1频点信号体制转换前后各信号分量空间信号质量。该文结果可为不同信号体制下空间信号质量评估对比提供参考。     

基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法

合成孔径激光雷达是一种主动式有源激光成像雷达,它具有远高于微波合成孔径雷达的成像分辨率,能够实现对远距离目标的精细成像。由于激光信号的带宽极大,普通的硬件设备难以满足奈奎斯特采样定理的要求。提出一种基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法,该方法利用光外差方法探测回波信号,在此基础上通过对外差信号进行随机采样提取信号中的有效信息,使用正交匹配追踪算法实现对目标高分辨距离像图像的重构,最后结合频率变标算法得到目标的高分辨二维图像。仿真结果表明运用新算法对合成孔径激光雷达的回波信号进行采样,能使用远低于奈奎斯特定理所规定的采样率完成信号采样,并有效压低信号旁瓣,实现对目标的超高分辨成像。
     

曲线合成孔径雷达最佳孔径研究

基于曲线合成孔径雷达原理与空间几何关系，讨论了曲线合成孔径雷达信号模型与成像方法，推导出目标的一维信号模型、二维信号模型，并将其扩展到了三维信号模型。考虑到不同的曲线孔径形状将对方位分辨率和高度分辨率有不同影响，详细研究了各种不同形状的曲线孔径，分析和对比了各种形状的孔径，给出了各自的优缺点和适用条件。结论是上下、左右对称的孔径形状较不对称的效果更优，L型孔径将导致很高的旁瓣。仿真实验可以对真实飞行航迹起指导作用。     

基于 FRFT的多分量对称三角 LFMCW 信号检测

对称三角线性调频连续波（STLFMCW）信号是一种典型的低截获概率雷达信号。提出一种基于分数阶 Fourier变换（FRFT ）的聚类分析与“逐次消去”相结合的多分量STLFMCW信号检测方法。首先把多分量STLFMCW信号变换到FRFT 域,利用聚类分析法实现对最强信号的检测,然后利用“逐次消去”法实现对其它信号的检测,直至检测到所有信号。最后,仿真验证了该方法的有效性。     

基于张量子空间的信号参数估计算法

针对低信噪比条件下多通道信号特征参数估计问题,提出了两种基于张量子空间的信号参数估计算法,分别是基于矩阵堆叠的张量分解算法和基于张量矩阵因子的联合算法。通过研究参数化信号模型、信号子空间旋转不变性和张量范德蒙分解原理,分析了多通道数据的三维张量数据模型的构建;矩阵堆叠的张量分解算法验证了张量高阶奇异值分解是矩阵奇异值分解的推广,矩阵因子联合算法进一步提高了低信噪比条件下的信号参数估计精度。仿真以信号频率和初相位的估计精度为衡量指标,验证了低信噪比的条件下,张量子空间信号参数估计算法要优于传统的矩阵子空间信号参数估计算法。
     

BOC调制信号的特性分析

二进制偏移载波(BOC)调制是GPS现代化后采用的新军用信号(即M码信号)的调制方式, 其设计灵活性和可变性在导航战中是非常重要的.推导并分析了不同形式BOC信号的自相关函数、功率谱、循环谱和循环谱包络切面特性,分析结果对下一步BOC信号的参数估计和模式识别具有参考价值.     

基于自适应仿射传播聚类的雷达信号分选方法

复杂体制的雷达不断应用于实际,使得基于到达时间单参数的雷达信号分选方法遇到了技术瓶颈.然而,基于多参数的信号分选方法,如K-均值聚类和模糊函数C均值聚类,前者对初始类中心敏感、需预知聚类数,后者对类隶属度的选取、相似度矩阵的建立存在不确定性,使得这些方法在自适应雷达信号分选中受到了限制.自适应仿射传播聚类不仅可以克服上...     

基于多站数据融合的参数精估计方法

针对侦察设备处于星载SAR副瓣照射范围,从而导致截获信号湮没于强噪声背景这个问题,本文提出一种基于多站接收机之间的数据融合方法。在信号形式未知的情况下,通过此方法可以检测出淹没在噪声中的微弱信号,进行信号的分类和时频域参数的精估计。首先,将参考接收机与其他接收机之间进行互相关处理,得到峰值信息,根据峰值信息的位置得到信号与参考信号之间的延迟位置,进行延迟校准;其次,各个接收机分别进行粗步长的分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FrFT）,记录峰值信息为精估计做准备,根据峰值角度和分数阶傅里叶反变换恢复出原始信号;最后,判定是否存在信号,若信号存在实现多站原始信号功率比的加性融合,根据多站峰值信息限定旋转角度范围,采用精步长的分数阶傅里叶变换估计出调频率和中心频率;利用联合互相关谱实现信号能量的累积,采用自适应门线和边界波谷连续取小方法,找到信号存续状态中的左右边界,估计出带宽和中心频率,计算脉宽,实现时频域信号的精估计。仿真实验表明：该方法可以在低信噪比的高斯白噪声和有色噪声背景下,对线性调频信号（Chirp）的时频参数进行有效的精估计。     

基于盲解卷的雷达信号分选

盲信号处理是近年来信号处理领域的热点研究课题,可以根据输入源信号的基本统计特征,由观测数据进行信号分离,最终恢复出源信号。深入分析了非平稳信号的盲解卷算法,并提出了将其用于雷达信号分选的新思路。计算机仿真表明,这种算法应用于雷达信号分选时可以获得较好的分离效果,从而为实现现代电子对抗中复杂的雷达信号分选提供了新的思路。