基于IMU辅助的高动态GPS信号捕获算法

高动态环境存在较大的多普勒频移,传统的GPS信号捕获方法捕获时间较长。为了快速捕获到信号,提出将惯性测量单元(InertialMeasurementUnit,IMU)辅助与快速傅里叶变换(FFT)相结合的快速捕获算法。该算法通过外部IMU的位置、速度辅助,预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围;利用二维FFT方法同时搜索码相位和多普勒频率,降低计算复杂度,加快捕获速度。仿真结果表明该算法可以显著减少捕获时间,提高捕获性能。     

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。     

基于软件相关器的GPS跟踪算法研究与实现

研究了适用于GPS软件接收机的软件相关器和信号跟踪算法,包括码跟踪和载波跟踪。为了提高跟踪灵敏度,码鉴别器和载波鉴相器每Nms输出一次鉴别结果,在Nms的间隔时间段内,每1ms采用状态外推算法对相位、多普勒和多普勒导数进行一次外推。跟踪环路采用载波环辅助码环的跟踪方法,提高了码环的跟踪精度和可靠性。利用真实的采样数据,在PC机上用Matlab对该算法进行了仿真,并且在GPS软件接收机平台上得到实现。实验证明,该算法可以实现对c／A码相位和载波频率的精确跟踪,并得到导航数据。     

一种新型中断连续波雷达波形设计研究

分析了伪码调相连续波雷达存在电磁泄露的不足,提出了一种基于单频伪码调相信号混合的中断连续波雷达波形设计方式.这种设计方法是应用单频信号对多普勒调制不敏感的特性,预先粗测目标信号的多普勒频率,构造多普勒补偿信号,然后将信号送入到匹配滤波进行脉压处理.处理后相位编码信号不再是多普勒敏感信号,主旁瓣也不受多普勒频率的影响.仿真结果验证了该方法的正确性.     

高动态环境下载波频率的精确估计算法

传统载波频率估计算法对降采样数据非线性变换后,直接快速傅里叶变换以获取载波多普勒频移,方法虽然简单,但精度较差,不适用于高动态、弱信号等复杂环境。本文提出一种改进的载波频率估计算法,对降采样数据进行多普勒频移、多普勒变化率的双重补偿和调制类型的模式识别,提高载波频率的搜索范围和测量精度;在粗测频、精测频状态对第一级降采样数据频率预补偿后进行第二级降采样处理,以适当缩短测频状态的搜索时间。最后通过试验分析表明:该算法在高动态环境下可大幅度提高多普勒频移及其变化率的估计性能。     

一种高动态环境GPS信号的跟踪方法及实现

鉴于在高动态环境跟踪ＧＰＳ信号所遇到的问题，分析了高动态环境跟踪ＧＰＳ信号的基本方法，讨论了通过延时锁定环和载波辅助技术进行伪码跟踪的原理，重点研究通过３阶频率扩展卡尔曼滤波算法（ＦＥＫＦ）进行多普勒频率估计并进行载波跟踪的原理，模拟分析了ＦＥＫＦ算法的动态跟踪能力和频率估计误差，提出了一种适合高动态环境要求的ＧＰＳ信号跟踪方案     

高动态DS/FH混合扩频系统实现长伪码快速捕获的一种方法

针对长伪码与快速捕获的矛盾 ,设计了一种基于 FPGA技术的数字匹配滤波器 ,用于在高动态、低信噪比的 DS/ FH混合扩频系统中实现快速捕获。考虑多普勒频移的影响采用频率和码相位二维搜索。对将进入数字匹配滤波器的数据进行了降速处理 ,大大节省了硬件资源。仿真结果证明 ,采用数字匹配滤波器可在高动态环境下实现长伪码的快速捕获     

一种高动态GPS软件接收机方案研究

为了提高GPS接收机的捕获速度和跟踪精度,改善其动态适应性能,提出了一种GPS软件接收机方案.首先采用延迟、累积捕获结构搜索C/A码起始点,引入延迟累加器辅助频谱分析实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程简化为两个一维搜索过程,提高了捕获速度;然后采用多重辅助结构的跟踪环路,提高载波、伪码频率和相位的跟踪精度.通过对GPS实测数据和高动态模拟数据进行仿真实验,验证了该软件接收机方案的有效性.     

双基地MIMO雷达多目标角度和多普勒频率联合估计

将MIMO思想和双基地雷达结合起来,根据信号模型,提出一种双基地MIMO雷达空间中的多目标角度和多普勒频率估计算法,该算法不涉及多维非线性谱峰搜索,只进行特征值分解,运算量小且估计的参数可以自动配对,理论分析及仿真实验结果表明了该方法的正确性和可行性。     

伪码调相与线性调频复合调制引信

在介绍伪码调相引信的原理基础上,首先分析了连续波伪码调相引信存在的多普勒敏感问题,提出了一种能抑制多普勒频率的复合体制引信－伪码调相与线性调频复合调制引信。然后详细阐述了这种复合调制引信的系统实现原理,推导了各个阶段的信号形式,最后通过分析复合引信的特性,证明了这种复合引信具有优越的性能,尤其是具有多普勒不敏感性和极强的抗干扰能力。     

CCPAZP-FFT捕获方法中频率估计算法研究

针对航天测控系统中因飞行器高速运动造成的直扩信号多普勒频率捕获精度下降问题,对CCPAZPFFT捕获方法中的频率估计算法进行了研究。结合M-Rife频率估计方法,通过频谱搬移将原始信号真实频率移动至量化频率中心,对获得的频谱的最大值与次大值进行插值,同时对捕获峰值的相邻相位维进行多普勒修正,提高多普勒频率的捕获精度。给出了算法的步骤,以及基于K7芯片的现场可编程逻辑阵列(FPGA)的实现流程。理论分析和仿真结果验证了算法的有效性,在接收信号载噪比38dB、多普勒动态-70~70kHz的环境中,多普勒捕获偏差由250Hz降至约10Hz,实测结果验证了算法的可行性。     

导航星座星间链路信号捕获搜索策略研究

针对导航星座星间链路信号动态范围大、捕获性能要求高之间的矛盾,利用星历信息辅助信号捕获。在此基础上,分析了信号捕获串行搜索、码并行搜索和频率并行搜索的计算代价,给出了不同信号体制和星历误差下各搜索策略对应的运算量表达式,并结合典型的应用场景进行了算例分析。分析结果表明星间信号捕获在星历误差较小时采用串行搜索策略具有最少的计算量,在星历误差较大时采用码并行搜索策略计算量最少。     

再生伪码测距中子码捕获算法的改进

着眼于再生伪码测距的捕获算法,针对现有的最大值搜索法在只有噪声输入(没有测距信号输入)的情况下依旧有最大值输出的虚警捕获情况进行改进,提出基于最大值搜索法和门限比较法的级联子码捕获算法。算法通过将最大值搜索法得出的结果与设置的门限值进行比较,消除了只有噪声输入下的虚警情况,提高了子码捕获的正确概率。利用Simulink对级联算法进行仿真,验证了算法的准确性,实现了子码序列的正确捕获。     

一种基于共轭的发射码字的多普勒补偿方法

在相位编码信号脉冲压缩技术中,存在着多普勒频率敏感性问题,需要对多普勒频率进行补偿。在分析多普勒敏感性原因的基础上,提出了一种基于共轭的发射码字的补偿算法,可以从根本上解决相位编码信号对多普勒频率的敏感性问题,MATLAB仿真证明了该算法的正确性与可行性。     

惯性信息辅助高动态接收机捕获问题的研究

高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态栽体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间.本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出了惯性信息辅助接收机捕获的方法,着重分析了GPS接收机在冷启动和温启动的情况下有惯性辅助和无惯性辅助的平均捕获时间.结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显地减少接收机捕获的时间,提高接收机捕获的性能.     

高动态环境下扩频通信系统信号快速捕获的研究

文中分析时延、多普勒频移对扩频信号相关接收的影响 ,并利用 MATLAB进行仿真 ,在此基础上给出一种高动态环境下扩频通信系统信号二维搜索方法 ,提出采用折叠匹配滤波实现伪码快速捕获。电路仿真结果表明此方法实现了长伪码 ( 1 0 2 3码长 )在高动态环境下的快速捕获 (≤ 0 .2 s)和硬件资源的合理配置     

星载SAR的多普勒中心频率估计的新探索

本文对几种经典的多普勒中心频率估计算法的从滤波的角度加以分析，分析了符号相关算法的实质，并提出一种了简单适用的非线性滤波方法，对雷达回波方位功率谱周期图进行平滑，在满足成象要求下，可以快速估计出多普勒中心频率。     

机载双天线模糊相位差和多普勒频率联合定位

研究机载单站利用双天线对固定辐射源进行无源定位的技术。首先介绍仅利用相位差变化率的全空域网格搜索定位法,然后对其进行改进,采用边沿相关来测时差,将全空域搜索缩小为扇形搜索,从而大幅减少了计算量。针对定位结果对飞机姿态精度敏感的问题,提出一种模糊相位差和多普勒频率联合定位算法,并通过仿真验证了算法在定位精度和收敛速度上的优越性。     

关于32位最佳帧同步码的讨论和建议

近年来,我们在探讨最佳帧同步码理论方面已有进展。到目前为止,大体做了如下几件事: (1) 发展了一种新的搜索方法和另一种新的搜索算法。前者还不够成熟,还得做工作。后者虽是一种新的算法,但产生了良好的效果。在搜索速度上它比美国公布的经典“穷举法”快一至两个数量级。因此,我们已能在n>32的字长上搜索出最佳码组,突破了IRIG遥测标准的最佳码组推荐表的局限。 (2) 运用新算法将美国遥测标准中推荐     

多尺度搜索补偿的临近空间高超声速目标相参积累算法

针对临近空间高超声速目标回波信号相参积累时存在的跨距离门和多普勒扩展问题,提出一种基于多尺度搜索补偿的相参积累算法。算法在距离走动补偿的基础上,根据目标加速度和加加速度的变化区间,同时对目标加速度和加加速度估计值进行搜索,并利用多尺度搜索的方法,解决搜索尺度和搜索计算量之间的矛盾,完成相参积累。仿真结果表明,算法能够有效解决目标长时间积累过程中存在的跨距离门和多普勒扩展问题,抑制噪声并提高增益,积累效果明显优于传统积累方法。