有几何失真时均方差图象匹配算法的局部精度

本文假定图象信号和附加噪声是相互独立的零均值二维齐次高斯随机场,且二次可微。导出了有几何失真时均方差图象匹配算法的局部精度公式,分析了几何失真和噪声对匹配精度的影响。给出的实例和计算结果验证了方法的正确性。     

人工噪声编码信号的原理和应用

本文中,人工噪声信号指具有完全随机性的群补码信号。这种信号是在频率、相位和幅度上模仿自然噪声,用人工方法产生的多序列码群,经过相关处理后,其自群相关函数的主瓣值在理论上是不受限制的,而所有副瓣为零;其互群相关函数中的一种,则具有主副瓣均为零的正交性能。群补码的这一性能类似白噪声的自相关与互相关性能,因而,比现有的伪随机码、巴克码、弗兰克多相码、赫夫曼码、P_1、P_2、P_3、P_4码性能都好,不仅有很强的抗干扰性,同时,具有很好的保密性。可以在雷达、通信、遥控遥测等场合使用。本文论述人工噪声信号的类型、性能、自群相关函数、互群相关函数、码分多址性能及人工噪声信号的应用,并以最简单的二相群补码为例加以说明。     

基于像素抽样的快速互相关图像匹配算法

在不同大小的实时图像(假定为小)和基准图像(假定为大)的匹配算法中，最常用的方法是互相关匹配算法，但如果对每个点都计算二维相关函数则计算量非常大。文章提出对图像的匹配采用粗、精两步快速匹配的方法：首先将实时图像每一列灰度值相加，形成一个一维信号，用此一维信号到基准图生成的一维信号中用一维相关函数进行粗匹配，实现降维和提高速度的目的。然后将相关函数值中较大的一些点作为备选点，在原图中利用这些不多的备选点计算二维相关函数，相关函数值最大的点即为最佳匹配点，实现精匹配。在一维匹配中采用隔4列、隔3行取一个点的像素抽样方法以提高粗匹配速度。实验结果表明了文章算法的快速性和准确性。     

联合变换相关法测量空间相机像移的抗噪性研究

为了研究使用联合变换相关器测量空间相机像移时噪声对测量精度的影响,分别对相关器加入背景噪声和图像噪声,通过仿真得到5种不同处理方法在不同噪声水平下的测量误差,并利用搭建的实验平台验证了使用联合变换相关法测量空间相机像移的有效性。结果表明,相比于其它相关器处理方法,使用功率谱相减并以0值为阈值二值化的方法得到的像移测量精度较高,即使对于SNR=1的输入图像,在含有背景噪声时,像移测量误差不大于0.12个像元,完全满足空间相机的使用要求。     

一种新的共轭增强MUSIC测向算法

提出一种新的测向算法。利用阵列输出的非零时延互相关函数及其共轭形成伪阵列输出,从而得到伪协方差矩阵,对其进行特征分解,利用信号子空间与噪声子空间的正交性,搜索得到的空间谱函数的极大值点对应的角度就是波达方向。仿真实验表明,新算法可对多于阵元数的信号进行测向,其测角精度和分辨力优于MUISC和MUSIC-like算法。     

一种提高BOC信号伪码相位测量精度的无模糊捕获算法

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪码相位的捕获精度。理论分析和实验验证表明,算法能够消除BOC调制信号的捕获模糊性,并将伪码相位测量精度提高72%。     

平均绝对差图象匹配系统的定位精度

本文证明了两个基本定理。在假定图象信号和附加噪声是相互独立的零均值齐次高斯随机场、且二次可微的条件下,解决了平均绝对差图象匹配系统的定位精度的分析和计算问题。用实例说明了精度分析和计算的方法,分析了影响定位精度的因素和参数。为匹配性能的定量分析提供了理论依据和方法。     

GNSS-R延迟映射接收机相关器设计

介绍基于Altera公司EP2S60 FPGA芯片的GNSS-R接收机相关器的设计与实现。根据反射信号的接收处理特点,相关器中反射通道在镜面反射点配置信息基础上滑动一定范围的码片数以及多普勒频移,以得到反射信号时延/多普勒二维相关功率。此外还重点介绍NCO模块、EMIF接口模块。试验结果表明本地码、载波生成准确,在DSP配置下相关器可正确得到反射信号相关功率。     

均方差图象匹配系统的最佳窗口函数

本文假定图象信号和附加噪声是零均值齐次高斯随机场,且二次可微,实测图象相对于参考图象有小的几何失真,导出了描述匹配系统配准特性的两个参数(极大极小比率和定位精度)的解析表达式,以此为优化目标,用变分学方法导出了均方差图象匹配系统最佳窗口函数Ⅰ、Ⅱ的实域和频域表达式,最后用计算机模拟验证了最佳窗口函数对图象匹配系统定位特性的改善。     

基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法的FPGA设计与实现

BOC信号自相关函数的多峰特性是造成捕获模糊性的直接原因,基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法能够消除BOC信号的捕获模糊性,提高伪码相位的测量精度。对算法进行FPGA设计与实现,并通过Matlab、Modelsim和SignalTap-II进行验证。测试结果表明,算法能够成功捕获到BOC信号,并且SignalTap-II中采集到的多普勒频率及码相位捕获结果与Matlab中计算结果一致,在验证算法可行性的同时证明了FPGA设计的正确性。基于互相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法易于工程实现,具有较高的工程实用价值。     

地形的统计模型研究

本文假定在局部区域上,地形是一个零均值各态历经的宽平稳二维随机域,研究了其二维自相关函数的基本性质。根据高斯-马尔可夫过程的自相关特性和地形样本自相关序列的变化规律,提出了一个相当一般而又有广泛应用价值的二维自相关函数模型。用此模型调查了一些实际地区的地形统计特性,证实了本文研究结果的正确性。文中还讨论了地形相关长度的意义和确定方法。     

基于相关峰细化时延估计的舱内服务机器人发话人定位研究

发话人定位是舱内服务机器人有效区分航天员与环境并获取与航天员相对位置关系的重要手段。针对时延估计的机器人声定位算法精度受采样频率和噪声限制的问题,提出了一种基于相关峰精确插值的空间六元阵列发话人定位方法。该方法基于机器人球形结构设计,利用信号预处理和二次相关降低噪声干扰,通过线性调频Z变换(MCZT)取代快速傅里叶变换(FFT)计算细化频谱,突破已有时域采样率的限制,能有效弱化FFT带来的栅栏效应,提高相关函数分辨率、时延估计精度及发话人定位精度。实验结果表明:基于相关峰精确插值算法的发话人定位方法,其时延估计性能有明显提升,能较好地对声源目标进行定位,且算法精度优于基于广义互相关的发话人定位方法,能满足舱内服务机器人的定位需求。     

基于共轭模糊函数的时差-频差联合估计方法

提出了一种新的二阶到达时差（TDOA）和到达频差（FDOA）联合估计算法。该方法利用非圆信号具有非零二阶共轭矩这一特点构造所谓二阶共轭模糊函数,通过对该模糊函数进行二维极值搜索获得TDOA和FDOA的联合估计。新方法能够抑制相关噪声,但计算复杂度远小于传统高阶累积量方法。     

基于改进瞬时频率的PSK信号脉内特征提取

针对瞬时频率法提取相位编码信号脉内特征参数易受噪声影响的问题,提出了一种综合对称相关函数与瞬时频率法的新处理方法。利用信号的对称相关函数抑制噪声,对信号的瞬时自相关相位进行无模糊重构获得信号的瞬时频率,根据瞬时频率特征提取脉内特征参数。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种Strobe相关器及其多径抑制性能研究

多径效应是GPS系统的重要误差源之一,严重影响DGPS的性能。分析了多径信号相关器模型,从鉴相器的鉴相函数入手,详细推导了Strobe相关器技术的码相跟踪误差与多径信号参数的函数关系,理论分析与仿真表明,Strobe相关器可以显著抑制多径效应引起的误差,优于一般的窄相关技术。结果也表明改进GPS接收机的相关器和鉴相器结构是抑制多径误差的一个有效方法。     

改进模糊马尔可夫随机场的SAR图像分割

模糊马尔可夫随机场利用模糊隶属度函数解决了马尔可夫随机场过于依赖灰度值的弊 端,然而在模糊马尔可夫随机场的分割中采用的是硬性基团和边缘判断准则,模糊分类使得 这些判断条件更加难以满足,从而图像分割中容易产生边缘分割错误的现象。改进模糊马尔 可夫随机场是在分段模糊马尔可夫随机场中引入模糊意义的后验概率公式及基团和边缘类型 “模糊相似性”概念,通过对不同基团和边缘类型的模糊相似性描述与判断,使得图像分割 对于边缘的判断和噪声的抑制具有更好的效果。仿真实验表明改进模糊马尔可夫随机场对于 边缘特别模糊的合成孔径雷达图像（SAR）具有较好的分割效果。     

一种差分键控改进方案的性能分析

为了在保持各种性能不变的情况下,提高DCSK中信息的传输速率,提出了改进的DCSK方案。发送端传输1片的参考信号,接着传送2bit的信息信号,然后在接收端利用两个相关器进行相关解调后,把相关器的输出整流合并,就能恢复所需的信息信号。如果有相同的混沌信号发生器和相同的带宽,以及相同的信噪比,改进的系统能提高信息的传输速率。     

平稳时间序列的Hartley变换谱估计及其在遥测系统中的应用

本文给出遥测信号数据相关函数和功率谱的计算方法——快速Hartley变换(FHT),用之取代快速Fourier(FFT)算法。首先研讨了FHT法,继而讨论相关和功率谱估计、自/互功率谱估计并对两种算法的计算量作了对比。结果表明,随机数据处理软件系统对一系列伪噪声功率谱的测试结果在统计意义下与理论值一致。从而得出结论:用相关函数法对实型数据进行功率谱估计,采用FHT比采用FFT更有效。     

脉冲串信号的时差和频差估计新方法

针对脉冲串信号的互模糊函数多峰特性以及时差频差估计运算量大的问题,提出一种时差和频差联合估计新方法。该方法首先基于信号频差与时差变化率的关系,利用时差序列引导互模糊函数的时差频差搜索范围,然后利用脉冲串信号的时域稀疏特性改进了基于互模糊函数的时差频差估计方法。理论和仿真分析表明,该算法可有效抑制频差模糊,并在估计精度损失不大的前提下有效降低运算量。     

脉冲噪声下微弱信号相似度检测方法及应用

实际中采集的信号常常含有脉冲性噪声且信噪比偏低,这时用相关函数来表示信号之间的相似度时,会出现精度不高、鲁棒性不强的问题。提出了一种脉冲噪声下微弱信号的相似度检测方法,即非线性变换法。该方法采用Alpha稳定分布描述脉冲噪声信号,首先将采集的带噪信号进行Sigmoid映射,削弱脉冲噪声对信号相似度检测的干扰;接着对映射后的信号求取相关函数,得到信号之间相似度的信息。该方法简洁、计算量小,没有调整参数,能较好地减弱脉冲噪声对信号相似度估计的不利影响。该方法可以应用于定位系统中信号到达时差的估计。比较脉冲噪声低信噪比条件下计算机仿真结果显示,非线性变换相关法的估计精度高于共变法。实验结果表明:非线性变换相关法不仅可以用于高斯噪声环境下微弱信号相似度的检测,也可以用于强脉冲噪声环境下信号相似度的检测,具有较宽的适用范围和较好的鲁棒性。