基于导频辅助的定时与载波同步环路设计

针对突发通信系统中定时与载波联合同步存在运算复杂度高的问题,提出了一种基于导频辅助的同步算法.首先针对基于匹配滤波器多项实现形式的定时环路,讨论了滤波器的实现形式及各支路采样时钟的控制方法;接着按照最优导频放置方式设计了一种基于相关函数和的频率估计器,该频率估计器运算简单并且其估计精度可接近CRB(Cramer-Rao Bound )界;最后用仿真验证了所提出的接收机性能.结果表明新算法采用较小的导频数目就可以实现理想同步,同时复杂度低,适合于工程实现.     

GPS授时校频方法研究与试验结果

为了解决多目标综合测量系统各测站之间时间同步和频率校准问题,提出了利用GPS(Global Positioning System)单星或多星共视方法进行站间时间同步与校频,给出了这两种方法的计算公式,分析了星历误差、星钟误差、电离层折射误差、对流层折射误差、多径效应和接收机硬件延迟对时间同步精度的影响.为了验证GPS授时校频精度,进行了相关试验.通过与铯原子钟比对,表明利用GPS可实现纳秒级时间同步,校频精度也优于5.0×10-11,多星共视具有更高的同步校频精度.      

DS/FH混合系统快速同步的研究

对于DS(Direct Sequence)/FH(Frequency Hopping)混合系统,提出了一种快速同步方案.同步包括捕获和跟踪两个阶段,在捕获阶段,利用快速频率识别方法对接收信号频率进行估计,实现混合系统的快速捕获;在跟踪阶段,根据获得的接收信号频率信息,等待在某一个特定的频率,通过直扩信号的捕获、跟踪、解调过程,获取接收信号的跳频同步信息,从而实现混合系统的快速同步.建立了DS/FH混合系统同步过程的数学模型,推导出采用该方案平均捕获时间表达式以及等待搜索同步法平均捕获时间计算公式.在高斯白噪声环境下,仿真结果证明了方案的有效性,在E_c/N₀=-15?dB时,通过合适的门限选取,混合系统的最小平均捕获时间可以缩短为一般常用等待搜索同步法的1/4.     

NTP和PTP协议的时间同步误差分析

目前,NTP和PTP两种网络时间协议在电力系统中已经广泛应用,其同步原理及具体实现已有比较全面的分析,但针对两种同步协议的误差来源和数学模型则鲜见报道。为了进一步提高两种协议的时间同步精度,在梳理NTP和PTP的时间同步原理基础上,对同步过程中的误差来源进行了逐项建模,给出了误差的数学模型,最后利用现有设备进行了同步实验。实验结果表明,随着同步间隔的减小,本地时钟频率偏差引起的同步误差减小,同步精度因而提高;PTP由于使用了硬件时间戳,消除了网络协议栈的误差,同步精度远远高于NTP,达到了亚微秒量级。     

基于视觉原理的运动物体空间姿态测量技术研究

针对物体运动姿态的测量问题,以提高姿态求解方法的便捷性和准确性为目的,研究了一种基于双目视觉相机高速摄影测量物体姿态的测试技术。为实现该测量,使用高速相机获取同步影像,利用特征点间的几何约束关系,通过姿态优化算法确定被测物体空间姿态。试验结果表明：该方法正确、可靠,测量频率达到100帧/s,姿态角测量误差小于0.04°。     

导频脉冲载波频率的快速捕获与跟踪

针对短时导频脉冲载波频率的同步问题,提出一种快速捕获和跟踪方法.该方法采用相位推算法进行快速载波频率初估计,完成频率的捕获.相位推算法首先利用最小二乘法估计实采样点的相位,再应用相位解卷、一元线性回归和最小二乘法拟合求取信号频率的估值,其测频精度优于常用的Prony算法,在高信噪比情况下逼近实正弦信号的Cramer-Rao界.应用数字下变频和Kay算法实现频率的跟踪,通过建立仿真模型,验证其跟踪精度优于叉积自动频率控制环.在给出的设计实例中,对于脉宽为1ms的导频脉冲,在信噪比大于13dB的情况下,环路频率跟踪的最大误差小于3Hz.      

在时分通讯导航系统中的时间同步问题

本文对时分通讯导航系统中的时间同步问题进行了初步的研究,讨论了时系的构成,系统中时钟的稳定度;入网同步;系统的工作区域等问题。提出了各种测量时钟之间时差的各种方法,并对时差的误差进行了分析。     

基于阻尼系数控制算法的时间驾驭方法研究

在实现本地时间与参考时标精确同步的过程中,被驾驭对象频率稳定度和时间同步精度存在平衡矛盾。本文提出了一种基于阻尼系数控制算法的时间驾驭方法。首先利用Kalman滤波算法对历史数据的多项式模型进行拟合,得到被驾驭对象与参考源时标的相位差、频差及频漂,然后利用阻尼系数控制算法建立仿真模型进行分析,得到时间驾驭策略。仿真结果表明,本文提出的基于阻尼系数控制算法的时间驾驭方法在一定的时间偏差控制要求下,确保了被驾驭对象的频率稳定度。     

称重法低温介质流量校验系统方案研究

液体火箭发动机试验中,流量测量的准确度至关重要。不同于常温流量测量,低温推进剂的流量测量有其特殊性。介绍了称重法低温介质流量校验原理、方法及方案,对流入法排出气体及流出法增压气体流量简略计算公式进行了推导;针对低温容器气枕换热传质特点,对气枕平均温度的一致性进行了讨论。得出了流入法排出气体流量一致性较好、采用流入法可以使低温流量计检定准确度更高的结论。     

称重法低温介质流量校验系统方案研究CSCD

液体火箭发动机试验中,流量测量的准确度至关重要。不同于常温流量测量,低温推进剂的流量测量有其特殊性。介绍了称重法低温介质流量校验原理、方法及方案,对流入法排出气体及流出法增压气体流量简略计算公式进行了推导;针对低温容器气枕换热传质特点,对气枕平均温度的一致性进行了讨论。得出了流入法排出气体流量一致性较好、采用流入法可以使低温流量计检定准确度更高的结论。     

100kHz~1MHz频率范围水听器灵敏度激光法校准及其验证

激光法校准水听器灵敏度是一种绝对校准方法，本文介绍了激光法水声声压校准装置的校准原理及主要系统构成，采用激光法对TC4034和BK8103水听器的灵敏度在100kHz~1MHz频率范围进行了校准实验研究，分析了激光法校准装置的测量不确定度，校准结果与三换能器互易法对校准结果进行了对比。结果表明两种校准方法的结果总体上是一致的，校准结果偏差小于两套装置的合成不确定度。本文对导致二者之间偏差的原因进行了分析。     

100kHz~1MHz频率范围水听器灵敏度激光法校准及其验证

激光法校准水听器灵敏度是一种绝对校准方法,本文介绍了激光法水声声压校准装置的校准原理及主要系统构成,采用激光法对TC4034和BK8103水听器的灵敏度在100kHz~1MHz频率范围进行了校准实验研究,分析了激光法校准装置的测量不确定度,校准结果与三换能器互易法对校准结果进行了对比。结果表明两种校准方法的结果总体上是一致的,校准结果偏差小于两套装置的合成不确定度。本文对导致二者之间偏差的原因进行了分析。     

压力传感器动态特性参数不确定度评定

压力传感器动态特性参数的不确定度是表征其动态测量性能的重要指标。提出了一种压力传感器动态特性参数的不确定度评定方法。首先,使用激波管动态校准系统产生阶跃压力信号激励压力传感器,得到传感器的输出信号;其次,采用基于经验模态分解（EMD）的传感器输出信号预处理方法,减小动态校准过程中噪声的影响;然后,根据传感器的输入输出信号,采用自适应最小二乘法建立压力传感器的数学模型,进而得到其时频域动态特性参数;最后,针对重复校准实验得到的动态特性参数序列的小样本特点,采用自助法计算参数的扩展不确定度和相对不确定度。采用激波管系统对压力传感器进行多次重复动态校准实验,计算时频域动态特性参数的不确定度,并与现有方法进行对比。实验结果表明:本文方法可以弥补贝塞尔法在处理小样本量数据中的不足,且与蒙特卡罗法的不确定度评定结果相对误差小于10%,说明本文方法可以有效地评定压力传感器动态特性参数的不确定度。分析时频域动态特性参数的相对不确定度得到传感器的工作频带和超调量受噪声的影响较大,为动态校准实验条件的改善提供了重要依据。      

基于双驱调制的高速光电探测器频响自校准表征

针对当前高速光电探测器频率响应测试的问题,提出了基于双驱调制的高速光电探测器频响自校准表征方法。该方法通过设置双驱调制频率为近似相等关系克服了电-光响应器件不平坦响应的额外校准,实现了光电探测器频率响应的自校准表征。同时,通过采用双驱调制频率的和频与差频拍频边带的相对功率来获得光电探测器的频率响应,摆脱了双驱马赫-曾德尔调制器偏置漂移的影响并扩展了两倍以上的测试带宽。相比于全光激励法,提高了测量精度与动态范围;与传统电光激励法相比,克服了强度调制器偏置漂移的影响和额外校准的难题;优于先前的双音调制法,简化了测试系统和降低了测量成本。光电探测器频率响应的实验测量结果与强度噪声法测量结果以及与该光电探测器出厂数据的一致性验证了该方法的正确性。     

压力传感器动态校准不确定度评定

压力传感器动态校准不确定度是表征其测量精度的重要指标.提出一种用于压力传感器动态校准不确定度评价的灰色方法.首先,使用正弦压力发生器产生标准的正弦压力信号驱动被校传感器,获取传感器特征输出;然后采用灰色关联分析处理传感器特征数据,得到权重数列;之后建立灰色模型并计算出各校准频率点的灰色偏度;最后采用加权最小二乘法去拟合以得到的工作频率范围内所有频率点的不确定数据,建立起被校压力传感器的动态校准不确定度模型.设置了幅值变化及不变两种情况下的实验验证方案,使用本文所提灰方法及黄方法分别对各方案下的数据进行处理;实验结果的对比表明:两种方案下所得动态校准不确定度曲线模型具有一致性;其中幅值变化情况下,两种方法在指定校准频率点所得校准不确定度的相对误差优于6%,在测试频率点相对误差也小于10%;幅值不变情况下,在大部分频率点处所得相对误差普遍小于5%,部分优于0.018%.实验分析证明,所提灰方法能很可靠地评估压力传感器动态校准不确定度.      

An unbiased carrier-phase anti-interference filter based on mirror frequency amplitude compensation

Anti-interference and high-precision measurement are two important indicators of the performance of a satellite navigation receiver. However, current receiver designs do not simultaneously satisfy these two criteria. While the carrier-phase ranging technique is necessary for high-precision receivers, frequency domain interference suppression (FDIS) results in tracking error biases for nonideal analog receiver channels. Importantly, as the FDIS filter is adaptive, the bias will vary with the jamming pattern, particularly when the frequency of interference varies. For precision navigation applications, this bias must be mitigated. Therefore, a new FDIS filter based on the mirror frequency amplitude compensation (MFAC) method is proposed in this paper. The amplitude at the symmetry position of the notch frequency is doubled in the MFAC method to mitigate this carrier-phase bias. The simulation results showed that the MFAC method can reduce the range of the carrier-phase bias by more than 60% for different interference bandwidths, which substantially exceeds that achieved using the conventional FDIS and calibration filter methods of 20 orders.     

水声驻波声管在矢量水听器校准技术中的应用

水声声管在低频水声测量中的应用十分广泛,不仅可以用来校准低频水声换能器,还可以用作水声材料及其构件的声学参数测量。随着矢量水听器研究工作的不断发展,在水声驻波声管中更加大了对质点振速的测量研究。在回顾了矢量水听器校准技术的发展历程和研究现状的基础上,对影响矢量水听器校准技术的因素进行了分析,同时给出了相应的研究成果,包括采用驻波管比较校准方法时,由于标准声压水听器和被测矢量水听器的置放方式引起的灵敏度校准结果高频失真,以及由于矢量水听器悬挂结构影响导致出现的灵敏度校准结果低频失真,并且对矢量水听器技术未来的发展方向进行了展望。     

扫频绝压校准装置的设计与实现

介绍了扫频绝压校准装置的设计与实现，该校准装置不仅能产生绝压正弦压力信号，还可以产生绝压扫频压力信号，可以在给定频率点对绝压传感器进行幅值灵敏度和相位的测量，也可直接测出绝压传感器在给定频率段的幅频特性曲线和相频特性曲线，校准装置的工作频率范围为（1～5000）Hz，工作压力范围为（1～200）kPa。     

计算机网络时间传递和频率测量服务系统

计算机互联网络是一种新的信息传递手段和共用资源,可以进行时间／频率的传递或校准服务。综述国际上计算机网络时间／频率服务的现状,介绍其时间传递及频率校准的原理。最后论述了我国的计算机网络时间传递和频率测量服务系统的设计方案。     

70GHz取样示波器上升时间与频响的校准

根据Nose-to-Nose校准原理,利用两台50 GHz取样示波器与一台70 GHz取样示波器两两对接,实现了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准,并与传统的扫频法和先进的光电脉冲法进行了比较。详述了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准原理、校准过程及校准结果。