多卜勒导航雷达自动检测的设计与实现

介绍了多卜勒导航雷达的基本工作原理 ,推导了回波信号多卜勒频移与系统其它参量间的关系。在讨论回波信号频谱特性的基础上 ,介绍了回波信号的产生原理及自动检测设备的硬件组成。     

电离层等折射指数面速度剖面的无线电反演研究

本文对三种反演等值面运动速度的方法:(1)等效镜反射面的方法;(2)Bertel等提出的积分反演方法;(3)同时利用寻常波和非常波多普勒频移的反演方法进行了讨论。对给定的电子密度分布模型(卡普曼层)和等折射指数面扰动速度剖面进行了上述三种反演方法的自我检验。结果表明同时使用寻常波和非常波的多普勒数据的反演方法的结果的最好。      

电离层中小尺度扰动的多频多普勒快速探测与分析

电离层反射回波的高频多普勒频移测量是研究电离层扰动的重要方法之一.利用基于单频信号相位变化率测量的实时探测方法,获取连续高精度多频多普勒频高图,以实现中小尺度电离层扰动的快速探测研究.该方法被应用于敏捷式高性能电离层无线电多频探测系统样机平台.经验证在该平台上获取的多普勒频移分辨率可达0.039Hz,频高图探测周期最短小于1min.基于这种快速探测方法和平台在武汉观测站进行了较长时间的观测和数据采集,获得高精度多普勒频移并反演出电子浓度等值面法向运动速度,得到电离层反射寻常波的多普勒频高图和垂直扰动速度等信息,进而推演出电离层扰动随时间和空间的实时变化特征.对这些时域信号进行频谱分析,初步结果显示这些扰动主要是由极区活动激发的中国中部地区冬季出现率较高的中尺度TID.此外,对三种常用的电离层扰动反演分析方法进行了对比研究,结果显示电离层扰动的变化趋势基本一致,说明观测数据和研究方法可靠稳定,为多频多点电离层扰动的传播特性观测研究提供了基础.      

双星定位系统入站信号在低信噪比条件下的快速捕获

从整个系统的角度出发,对各种可行的快捕方式进行了分析,建立了简明准确的数学模型。运用这些数学模型就伪随机码、高斯限带噪声和多卜勒频移对快捕性能的影响进行了计算机模拟分析,得出了一些定量和定性的结论。并指出SAW 匹配滤波器是一种最佳的选择。此外,还对RDSS 标准入站信号的伪码同步图案进行了理论分析,并构想了一种可能的捕获方式。     

多路径效应对GPS多普勒测速的影响

针对全球定位系统（GPS）多普勒观测值在城市环境中受多路径效应影响,从而导致测速误差大的问题,从多普勒频移产生的原理入手,通过运动学理论分析,构建了接收机、反射点与卫星整体运动与多普勒频移误差关系模型。模型分析结果表明:多普勒频移误差与卫星观测向量、反射点切线法向量、接收机运动速度及反射点运动速度有关。最后通过5种不同场景的GPS数据验证了所提模型的正确性。在多路径情况下,当接收机或反射点运动时,可能会导致巨大的测速误差,使得结果不具备可靠性。      

双频多卜勒锁相接收机的频率设计

<正> 接收卫星超高频信标发出的多卜勒信号来进行测轨和定位(导航)用的地面接收机,一般要对电离层的一阶折射效应进行修正,才能获得较高的精度。一台接收机接收到的频率f_R与卫星信标频率f_s之差即为多卜勒频率(移),对超高频来说     

汞-199离子储存频率标准近期的理论进展和实验结果

储存在射频四极陷阱(Trap)中的199Hg离子在4O.5GHz频率时的超精细谐振,证明具有极窄的相对线宽,因而被选作为高精密的频率标准。引起该类频标频率变化的主要因素是因储存离子运动产生的二阶多普勒频移,采用少量低压气体作为背景,使运动的离子被致冷至300K所形成的离子云的密度几乎完全决定于伪电势与空间电荷力的平衡。我们发现在这种情况下,根据陷阱参数、温度和储存离子的总数和质量可以准确地计算出二阶多普勒频移。用氦作为致冷气体所进行的大量实验表明,由射频脉冲宽度限制的谱线宽度为0.85Hz。根据所观测到的谱线形状可以预计自然线宽将小于0.1Hz。采用闭环稳定储存离子数的方法,已能使测得的二阶多普勒频移达n×10~(-13)量级。     

国外天基激光遥感发展研究(下)

3 多普勒激光雷达 □□多普勒激光雷达是利用激光源与被测物因相对运动而产生的多普勒频移进行测量的.当目标远离激光源运动时,返回脉冲波长增长;当目标接近激光源运动时,返回脉冲波长缩短.     

高频返回信道的频率散布测量

本文介绍了用高频后向散射探测系统测量高频返回信道的频率散布的实验, 对高频返回信道的多普勒频移和多普勒频谱宽度的日变化进行讨论.文中比较了地物回波谱和应答回波谱证实了陆地对高频后向散射信道的多普勒频移贡献甚小, 而对谱宽度和谱的形状有影响.      

高频返回散射回波频谱测量

本文采用脉冲多普勒雷达技术, 测量了电离层高频返回散射回波的时延-功率-多普勒频率的三维频谱图.对典型的频谱图作了分析, 并由谱图推算了电离层等效反射面的垂直运动速度, 它与垂直探测资料推算的结果相符.      

飞行体的海空背景反射与辐射计算

研究了对近海飞行体的红外特性有重要影响的海空背景辐射的反射特性.讨论了波浪面起伏随机规律,随机起伏对海面自身辐射及对阳光反射的影响,推演了此种随机起伏波浪面的自身辐射及反射的阳光在观测点形成的辐照度的计算方法.给出的算例结果表明,海空背景对飞行体的红外特性尤其对其前半球的红外特性有重要的意义.     

Ionospheric observations made by a time-interleaved Doppler ionosonde

Mid-latitude HF observations of ionospheric Doppler velocity as a function of frequency are reported here as observed over a quiet 24-h period by a KEL IPS71 ionosonde operating at a 5-min sampling rate. The unique time-interleaving technique used in this ionosonde provided a Doppler resolution of 0.04 Hz over a Doppler range of ±2.5 Hz at each sounding frequency via FFT processing and is described here for the first time. The time-interleaving technique can be applied to other types of ionosonde as well as to other applications. The measurements described were made at a middle latitude site (Salisbury, South Australia). Doppler variations (<30 min) were ever present throughout the day and showed short-period TID characteristics. The day-time Doppler shift was found to closely follow the rate-of-change of foF2 as predicted by a simple parabolic layer model. The descending cusp in short-period TIDs is shown to mark an abrupt change with increasing frequency from negative towards positive Doppler shift with the greatest change in Doppler shift being observed below the cusp. The “smilergram” is introduced as observed in both F2 and Sporadic E. The characteristic curve in Doppler versus group height at a single frequency is described and related to changes in reflection symmetry, velocity and depth of moving ionospheric inhomogeneities.     

低电离层反射结构的日变化模型

本文提出了日出日落过渡期低电离层的运动斜曲面反射模型。结合白天和晚上的球面反射结构，形成了一个完整的低电离层反射结构日变化模型，提出了反射区的概念，从而使已有珠球面电离层反射的的天波场强计算公式改进为积分形式，更适于一般情况。文中计算了Ｍ台－青岛路径和Ｍ台－新乡路径－跳低频波场强幅度和相位的日变化值，并与实验结果进行了比较分析。     

利用返回散射技术确定运动目标地面径向轨迹

本文提出了一个在高频地面返回散射探测中,利用高频雷达所获得的数据:最小时延线和目标信号时延以及目标运动的多普勒频率测量值计算离散的运动目标地面距离的方法.它不需要中点实测或假设的电离层数据,而仅用单站资料就可以完成.最后给出此法的计算结果与实验结果的比较说明了此方法的可用性.      

机载GNSS海洋反射信号的建模与仿真

由于全球导航卫星系统反射(GNSS-R)机载试验耗费大和重复性差,需研制GNSS-R信号模拟器,但没有相应的反射信号模型。提出了一种基于数据拟合的机载GNSS海洋反射信号建模方法。首先,对复杂的GNSS海面反射信号进行近似简化。然后利用ZV模型生成的时延相关功率曲线,通过最小二乘拟合和非线性拟合,建立了多条等时延间隔的海洋反射信号功率衰减模型,从而得到机载GNSS海洋反射信号的时延、功率、多普勒频率参数。最后,对多条反射信号的合路信号进行相关的仿真验证。验证的结果表明模拟的14条反射信号的相关功率曲线与ZV模型理论曲线的相关系数优于0.99,能够有效地用于GNSS海洋反射信号的生成。该方法可根据海面风场、浪高、波高等海面信息,模拟不同海况的海洋反射信号,为GNSS-R信号模拟器的研制奠定基础。     

Doppler observations of infrasonic waves of meteorological origin at ionospheric heights

Ionospheric effects of meteorological origin observed by the continuous HF Doppler sounder over the Czech Republic are reported in this paper. We focused on detection of waves of periods 1–10 min. We discuss the influence of dynamics and intensity of active weather systems on the occurrence of short period waves and dependence of the observed ionospheric effects on the height of reflection of the sounding radio wave. We observed 3–5 min waves during a severe weather event in summer and 2.5–4 min waves during a severe weather event in winter. We excluded possible geomagnetic origin of these oscillations by the analysis of fluctuations of the local geomagnetic field. In eight cases of 10, wave activity in the analysed period range was not significantly increased comparing to quiet days. The intensity of weather systems as well as the location of potential sources of waves towards the points of HF Doppler shift observation influence significantly the occurrence of infrasonic waves in the ionosphere. The results in Central Europe differ considerably from those previously obtained in North America. As a possible reason, we discuss different intensity and dynamics of weather systems in both regions.     

重力波波包在非等温和可压大气中的非线性传播

本文采用二维全隐欧拉格式对具有高斯分布的重力波波包在非等温,可压大气中的非线性传播过程进行数值模拟。     

高精度多普勒频高图的获取和分析

电离层高频反射回波的多普勒频移是研究电离层扰动的一个重要参数。在数字测高仪探测中，高分辩率的多普勒频移一般在漂移测量中获得，但这种测量方式探测的频点少，不能获得扰动的高度剖面；而在频高图模式下，虽然工作的频点多，能够获得电子浓度的高度剖面的信息，但探测的多普勒频移的分辩率低，无法用来精确检测电离层扰动。实际的电离层高频回波一般为窄带信号，由此本文中提出了一种新的分析方法，利用DGS-256数字测高仪频高图模式下记录的16个多普勒通道的数据，通过反傅里叶变换还原成时域信号，采用最小二乘法估计相邻时间点的相位差，获得高精度多普勒频高图。作为实例，利用该方法分析武汉电离层观象台数字测高仪观测站的观测数据，得到了多频点的多普勒频移曲线。结果表明：在DGS-256数字测高仪频高图模式下能够得到高精度多普勒频高图，这在电离层扰动探测和研究中很在意义。