相干通信中的非线性滤波

本文讨论相干通信中的非线性滤波问题。文中应用扩大状态变量方法建立了非线性估计模型。重点讨论了条件福克一普朗克(Fokker—Planck)方程,由此导出了估计方程和方差方程,从而构造出条件均值滤波算法。应用这种算法得出了由高斯白噪声策动的角调信号通过理想信道和随机时变信道后的非线性最佳相位估计器。计算机模拟结果证明了理论分析的有效性。     

一种基于认知无线电的卫星网络信道接入策略

针对可用无线信道资源紧张与固定信道分配方式导致卫星网络信道利用率低下的问题,提出一种基于认知无线电的卫星网络信道接入策略。卫星用户以分时多址（TDMA）方式接入卫星信道,认知用户通过频谱感知发现卫星网络闲置信道资源,并以S-ALOHA方式接入信道。通过建立基于频谱感知与具有捕获效应的认知用户信道接入模型,分析认知用户最佳频谱感知时间,推导干扰信号在相干叠加与非相干叠加条件下的卫星网络吞吐率性能,并对影响网络吞吐率的因素进行仿真分析。结果表明,该信道接入策略能够在不明显降低高负载时卫星网络吞吐率的前提下有效提高低负载条件下的卫星网络吞吐率,且干扰信号相干叠加比非相干叠加对网络吞吐率性能的提升更为显著。     

基于Unscented卡尔曼滤波器的卫星自主天文导航研究

针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法，建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的，利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针对非线性系统的估计新方法。本文提出将Unscented卡尔曼滤波用于自主天文导航。计算机仿真结果显示Unscented卡尔曼滤波的估计精度远优于推广的卡尔曼滤波。     

应用卡尔曼滤波的线性系统可观测度实时估计方法

针对采用卡尔曼滤波算法进行线性系统状态估计的应用场合,提出了可观测度实时估计方法.该方法通过提取离散卡尔曼滤波迭代计算过程中的矩阵进行分析,因而在无需增加额外计算量的情况下,可获得系统可观测度性能的实时估计.该方法可以指导滤波器的设计过程或者在线估计系统的滤波器性能,具有工程应用价值.给出了应用该方法的原理推导过程,通过SINS系统地面单/双位置对准的实例比较分析证明该方法的有效性.     

寻的地空导弹目标运动状态的估计

本文讨论了目标作随机圆周运动时,采用有限记忆法及推广卡尔曼滤波法对目标的实时状态作估计的问题。给出了目标估值的实时递推公式。比假设目标为一阶马尔可夫过程随机运动更加实际,所得的算法公式同样具有实时估计的能力。     

锥面共形阵列相干源DOA和极化参数的联合估计算法

针对共形阵列中的多参数联合估计问题,用交叉电偶极子对天线单元在锥面共形载体上构造极化敏感阵列并建立了快拍数据模型,在此基础上提出一种适用于相干源的多参数联合估计算法。该算法充分挖掘阵列中隐含的多个空域旋转不变结构,首先通过空间平滑预处理恢复子阵协方差矩阵的秩,实现信源的解相干,然后根据旋转不变子空间思想完成多个相干信源二维到达角和极化参数的联合估计。Monte Carlo仿真结果表明了算法的有效性。     

卫星地球-射频敏感器组合定姿滤波算法研究

基于卡尔曼滤波理论以及卫星定姿技术的发现状况，对卡尔曼滤波在静止轨道三轴稳定卫星红外地球敏感器和射频敏感器组合定姿中的应用作了一定的研究。建立了静止轨道三稳定卫星姿态动力学模型和红外－射频敏感器组合定姿的姿态量测模型，针对这一模型，应用推广的卡尔曼滤波进行姿态估计，并进行了计算机仿真，验证了滤波方法应用于静止轨道三轴稳定卫星红外地球敏感哭和射频敏感器组合定姿的有效性和优越性。     

基于自适应算法的月球引力常数和J_2系数确定

针对月球引力场自主确定过程中测量噪声统计特性未知导致扩展卡尔曼滤波精度低、易发散的问题,提出了一种自适应扩展卡尔曼滤波算法。该算法通过采用改进的噪声估计器,对滤波过程中未知测量噪声统计特性进行实时估计和修正,有效地提高了扩展卡尔曼滤波器的稳定性,减小了状态估计的误差。通过与蒙特卡洛仿真,扩展卡尔曼滤波的结果比较,自适应扩展卡尔曼滤波算法加强了滤波的稳定性,并且明显提高了月球探测器轨道的确定精度、月球引力常数精度和月球J2项摄动系数精度。     

统计滤波理论在飞行器制导系统中的应用

本文叙述了统计滤波方法中具有典型代表性的卡尔曼滤波的基本方法。简要说明了它在惯性平台的自对准与自校准;复合制导中的信息综合以及飞行试验后的误差分离和弹道参数最佳估计中的应用。指出了应用中尚存的问题及今后的可能发展。     

低轨道CDMA卫星下行链路多径信道估计

为改善低轨道（LEO）卫星下行链路中多径时延扩展小于1个码片周期时最大似然信道估计方法因有色噪声影响导致的低信噪比时急速下降的性能。提出用卡尔曼滤波法对最大似然估计输出的估值进行滤波处理。仿真结果表明：当LEO卫星码分多址（CDMA）下行链路存在速率300 b/s的连续导频信号时,用最大似然估计级联卡尔曼滤波器的多径信道估计法能在载噪比40 dB的信噪比条件下具较好的性能。     

关于GPS导航计算的卡尔曼滤波问题

探讨卡尔曼滤波在实际应用中存中的建模误差、滤波初值的选取、系统噪声方差和量测噪声方差的确定、以及滤波发散等问题及其解决方法 ,得到适用于 GPS导航计算的卡尔曼滤波器。通过实测算例 ,比较卡尔曼滤波与最小二乘的估计结果 ,说明文中所设计的卡尔曼滤波器的合理性 ,解决问题方法的有效性 ,滤波过程稳定 ,计算速度快 ,状态参量的估计精度较高     

基于一维相控阵引信的起爆控制算法研究

工程上实现最佳引战配合要求导弹战斗部最大破片密度方向瞄准目标要害部位。基于一维相控阵引信的波束控制技术,推导了最佳起爆角和起爆延时算法,并研究了一种改进卡尔曼滤波方法在此算法中的应用。该滤波算法将球坐标系中导弹导引头的测量信息转换到直角坐标系下进行滤波,同时消除了由于坐标转换而引起的偏差。仿真结果表明,该滤波算法的应用能得到很高的最佳起爆角和起爆延时估计精度。     

一种卫星移动多媒体广播COFDM系统的可用性研究

旨在研究COFDM系统应用在卫星移动多媒体广播中的可用性,文章给出一种基于“级联编码 相干检测 PN序列信道估计”方案的COFDM系统的基带模型,并对其进行了建模与仿真,具体内容包括收发端主要模块的系统构架设计以及信道干扰模型的设计与分析,然后给出基于本仿真所得到的系统误码率在卫星移动多径衰落传输环境中的变化情况,并且分析了仿真结果,最后验证了这种COFDM系统在卫星移动多媒体广播领域中的可用性。     

一种基于训练符号的OFDM系统同步新算法

提出一种基于训练符号正交频分复用系统的时间频率联合同步算法。算法构造了每个载波上传输PN序列的训练符号,利用训练符号良好相关特性实现了定时估计和粗频偏捕获,再使用ML估计算法进行细频偏估计。仿真结果表明,在多径信道和加性高斯白噪声信道下,新算法定时估计和频偏估计误差小、计算复杂度低。     

非相干扩频测控体制的多址干扰效应研究

对非相干扩频测控系统的多用户目标应用产生的多址效应进行了研究,分析了非相干扩频测控体制的原理和特点,给出了多址信道模型,讨论了多址效应的主要成因及解决措施。某应用样例表明:分析结果与实际测试数据一致。     

改进的Sage—Husa滤波及在卫星姿态估计中的应用

基于极大后验估计原理,提出了一种改进的噪声估计器,以实现对噪声均值和方差的在线估计,抑制滤波器发散。对自适应扩展卡尔曼滤波算法在卫星姿态确定系统中的应用进行了仿真。结果表明新算法滤波精度优于扩展卡尔曼滤波（EKF）,与Sage—Husa自适应滤波算法相比,可阻止滤波器发散,提高系统滤波精度。     

如何评价QPPM体制

本文从功率效率和带宽效率两个方面,对量化脉冲位置调制体制(QPPM调制体制)进行粗浅地探讨,并给出了相干检测方式,QPPM调制体制的误字概率公式和带宽效率公式。分析结果表明,QPPM调制体制在小信息率传输情况下,对某些带宽不受限的理想信道,可以获得一定的功率效果。但是,小信息率传输不仅与当前日益发展的大容量要求不相容,况且带宽不受限的理想信道实际上也不存在。因此,工程上运用QPPM调制体制非但得不到功率效率提高的长处,反而较之当前普遍采用的最佳体制也稍有逊色。或许这就是QPPM调制体制在国内外通信、卫星通信、遥测中得不到采用的原因。     

解卷积算法性能研究

针对卫星导航应用中多路径问题,解卷积算法被提出用来补偿多径信号造成的定位误差。该算法估计出信道的冲激响应,采用信道均衡的方法补偿多径信号造成的定位误差。算法的噪声性能取决于相关峰的形状,仿真表明解卷积算法能够很好的估计信道的冲激响应,估计的噪声性能和理论推导一致。     

基于叉积鉴频器的π/4-QPSK信号数字化解调

π/4-QPSK差分解调方式在快衰落瑞利移动信道下,具有较相干检测更优的性能,且解调速度快。但是,在突发通信中有时却存在相当大的载波频偏,导致接收机不能正常工作。如果能采用叉积鉴频法对大频偏进行有效校正,则可将载波残差控制在允许的范围内,从而提高接收系统的非相干解调性能。仿真结果表明,基于叉积鉴频器的π/4-QPSK信号数字化差分解调方法可在大频偏突发通信中取得良好的解调性能。     

基于CCSDS Proximity-1协议的动态变帧长策略研究

为提高邻近航天器之间的通信效率,研究了Proximity-1协议与传统链路层协议的最大区别——"通信互动"功能。对航天器之间通信过程中的动态变帧长策略进行了分析,给出了不同信道环境下的最佳帧长取值,并通过实时选择最佳帧长实现了动态变帧长策略方案。利用仿真手段验证了动态变帧长策略对通信效率的改善性能。仿真结果表明,吞吐量效率最多可提高80%,证明文章提出的动态变帧长策略能在很大程度上提高通信效率。