基于积分多普勒平滑伪距的导航算法研究

载体处于高动态机动、障碍遮挡、信号干扰和多路径等复杂环境时,GNSS接收机跟踪环路易发生信号失锁和相位失调,导致载波相位观测值发生较大变化,采用载波相位平滑伪距将严重影响导航精度。为改善GNSS接收机导航性能,对电离层效应及延时校正模型进行了研究,基于α-β滤波算法提出了基于积分多普勒平滑伪距的导航算法。实验结果表明:采用该算法在静态、动态条件下定位精度优于5m,测速精度优于0.05m/s,可显著提高GNSS接收机的导航精度。     

扰动发生器对DDS相位截断杂散的抑制

为了减少DDS相位截断误差引起的杂散,文章介绍了一种通过加入满足一定统计特性的扰动信号来打破误差信号序列周期性的方法。在Simulink环境下,建立了DDS的动态仿真模型,分析加入了D触发器、m序列发生器和GOLD序列发生器对相位截断杂散的抑制程度,并在实验的基础上系统地分析了仿真结果,为研究和设计直接数字频率合成系统提供了理论和实验基础。     

DDS的相位舍位对频谱质量的影响

介绍了直接数字合成(DDS)技术在锁相频率合成器中的应用,分析了相位舍位的影响,帮助设计者分辨输出频谱中分别由相位舍位和幅度量化所带来的杂波频率     

3比特相位量比DRFM的相位较正

数字射频存储器 (DRFM )复制信号的相位不连续会使输出信号与输入信号间产生较大的频率误差。 3比特相位量化DRFM对输入信号量化后的每一个相位区间都唯一对应一个 3位二进制码 ,据此导出译码器的结构是一个 3位二进制加法器 ,将译码器输出与延迟取样的信号码比较 ,去控制存储器终止存储。这种相位校正的精度小于π/ 4。     

3比特相位量化DRFM的相位校正

数字射频存储器(DRFM)复制信号的相位不连续会使输出信号与输入信号间产生较大的频率误差.3比特相位量化DRFM对输入信号量化后的每一个相位区间都唯一对应一个3位二进制码,据此导出译码器的结构是一个3位二进制加法器,将译码器输出与延迟取样的信号码比较,去控制存储器终止存储.这种相位校正的精度小于π/4.     

高动态下SINS辅助北斗捕获方法优化

针对高动态环境下北斗卫星信号不易快速捕获和捕获精度低的问题,在传统快速傅里叶变换并行码相位捕获算法的基础上,提出一种基于细化快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的捷联惯性导航系统(SINS)辅助北斗B1信号捕获的算法,并设计高动态信源进行仿真校验。仿真结果表明,该方法的冷启动时间比无辅助缩短了50%以上,温启动捕获时间仅为无辅助的2%左右,并且使系统捕获的灵敏性得到了改善;同时使捕获的载波频率估计分辨率提高50倍以上,误差在10Hz以内。优化算法可以使高动态环境下的SINS/北斗深组合导航系统具有较快的卫星信号捕获速度和较窄的载波频率捕获带,并且提高了系统捕获的性能。     

一种L波段陶瓷振荡器的设计

对负阻振荡器的基本理论进行分析,仿真并设计一个高稳定性、低相位噪声的陶瓷谐振器振荡器CRO。CRO在正常工作状态下通过频谱仪测得的相位噪声为-109.4dBc/Hz@10kHz、-130.3dBc/Hz@100kHz,输出信号功率平坦度好,负载牵引小。     

基于ADF4153的频率合成器设计

设计实现一种基于ADF4153的频率合成器,介绍该频率合成器的构成原理。结合测试结果对本频率合成器进行相位噪声性能分析和杂散分析,并提出相应的改善措施。利用软件仿真对环路的稳定性进行分析。测试及分析结果表明,本频率合成器相位噪声水平可达-96.59dBc@10kHz,杂散抑制大于45dBc,频率合成器环路工作稳定。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

一种极低载噪比高动态信号跟踪的线性预测器设计

针对深空通信高动态低载噪比微弱信号跟踪精度低、稳态均方性能差的问题,提出了一种高动态低载噪比信号跟踪的分级异构凸组合线性预测器算法,该算法将归一化最小均方算法(NLMS)和最小二乘算法(RLS)进行分级异构凸组合,给出了算法的结构、跟踪精度联合优化设计方案和最优参数选择的方法。在载噪比(CNR)为10~30dB-Hz、载波多普勒频移为-300~300kHz、多普勒频率变化率为-800~1200Hz/s、码速率为20bps条件下对分级异构凸组合线性预测器跟踪性能及跟踪精度指标(归一化均方根误差)进行了仿真。理论分析和仿真结果表明,该线性预测器与分级同构凸组合线性预测器相比,算法运算量减少、信号跟踪精度提高、收敛速度加快。因此,该新型结构线性预测有着良好的应用前景。     

DDS+PLL可编程全数字锁相环及其应用

提出一种采用 DDS+ PL L可编程全数字锁相环的设计方案 ,并介绍这种全数字锁相环的工作原理和应用。其中 ,锁相环采用数字控制频率综合器芯片 NCO作为环路振荡器 ,锁相环路的相位误差调整期望值存放在 RAM中 ,锁相环的工作状态和参数由计算机处理和控制。硬件电路采用大规模集成电路 EPL D集成。锁相环路具有快捕、量化精度高、抗干扰性强 ,任意可编程的特点。     

Synthesis of a combined system for precise stabilization of the Spektr-UF observatory: II

The paper presents the second part of the results of search studies for the development of a combined system of high-precision stabilization of the optical telescope for the designed Spectr-UF international observatory [1]. A new modification of the strict method of the synthesis of nonlinear discrete-continuous stabilization systems with uncertainties is described, which is based on the minimization of the guaranteed accuracy estimate calculated using vector Lyapunov functions. Using this method, the synthesis of the feedback parameters in the mode of precise inertial stabilization of the optical telescope axis is performed taking the design nonrigidity, quantization of signals over time and level, and errors of orientation meters, as well as the errors and limitation of control moments of executive engine-flywheels into account. The results of numerical experiments that demonstrate the quality of the synthesized system are presented.     

多比特相位量化仿真技术及应用研究

为了在基于信号的系统仿真中构建与原始信号有一定关联性的新信号,需要充分利用脉冲信号的脉内信息进行各种调制处理,提出了一种多比特相位量化仿真模型。通过对两种原始信号与利用相位信息进行重构得到的信号进行波形或频谱的比较,验证了这种多比特相位量化仿真模型的正确性。仿真试验证明,采用多比特相位量化和信号重构能方便地实现移频调制和各种带宽的噪声调制。     

基于全相位频谱插值的欠采样频率估计

提出利用两个独立欠采样通道输出信号的互谱函数实现对欠采样信号的无模糊频率估计,为了提高测频精度,需要对信号真实频率与最大频域输出幅值对应量化频率的偏差进行较高精度的估算,采用全相位FFT与传统FFT联合校正频率偏差的方法,提出了全相位Rife综合算法,根据全相位FFT输出的最大谱线和次大谱线的比值决定采用全相位Rife算法或修正的细化Rife算法,仿真结果验证了该方法的有效性及高精度特性。     

集成锁相频率合成器设计

介绍实际应用中使用集成锁相频率合成芯片MB1504构成频率合成器的设计原理和应用方法,以实现小型化,低成本,低功耗,高品质的频率综合器。     

Geometry-free linear combinations for Galileo

Global navigation satellites of the European Galileo system transmit code signals on four carriers in the L1, E5a, E5b and E6 band.New geometry-free linear combinations are presented that eliminate the geometry terms (user to satellite ranges and orbital errors), the clock errors of the user and satellites and the tropospheric delay. The remaining parameters of these carrier phase combinations include integer ambiguities, ionospheric delays, carrier phase multipath and phase noise. The weighting coefficients are designed such that the integer nature of ambiguities is maintained. The use of four frequency combinations is highly recommended due to a noise reduction of up to 14.4 dB and an ionospheric reduction of up to 25.6 dB compared to two frequency geometry-free combinations.Moreover, a modified Least-squares Ambiguity Decorrelation Adjustment (LAMBDA) algorithm is suggested, which differs in two points from the traditional approach: the baseline is replaced by the ionospheric delay and the correlation is caused by linear combinations instead of double differences. For correct ambiguity resolution, the ionospheric delay can be determined with millimeter accuracy. This is quite beneficial as the ionosphere represents the largest source of error for absolute positioning.     

MBOC数字中频调制的FPGA实现

MBOC（6，1，1／11）调制是Compass系统与GPS和Galileo系统互操作的信号调制方式。文章采用FPGA实现了MBOC的数字中频调制，通过将FPGA实现的数据与Matlab仿真数据做比对，分析了由于量化带来的信号波形的幅度、功率谱密度和自相关函数等方面的误差。结果表明，采用14位量化时带来的误差很小，可以满足导航信号的设计要求。     

星载稀布L阵对地面辐射源的高精度测向研究

在均匀分布和非均匀分布两种情况下,采用二维MUSIC算法研究了星载稀布L阵列的地面辐射源测向精度。对地面辐射源方位估计、小角度辐射源分辨率,以及测向精度的分析和仿真结果表明,星载L型阵列能实现对地面辐射源的高精度二维测向。在相同条件下,非均匀阵的测向性能明显优于均匀阵。     

时变等离子鞘套相位抖动对GPS导航的影响

飞行器再入过程中产生的时变等离子鞘套会引起信号的时变衰减和相位抖动,其产生的相位抖动对调相体制的GPS导航系统必然产生影响。探讨了时变等离子鞘套引起信号相位抖动的机理,通过传输矩阵法计算了由时变等离子鞘套引起GPS导航信号的相位抖动的统计特性,结合Hilbert方法建立了受到相位抖动影响的GPS信号模型,研究了黑障发生前等离子鞘套的相位抖动对GPS导航的影响。仿真结果表明GPS导航受到影响的程度和相位抖动方差大小密切相关。在NASA数据下相位抖动方差为0.1142时,定位变化大于10m的最大比例超出了1.5%,大于5m的最大比例超出了14%。