新型舰船雷达标校系统的同步研究

时间和频率同步是雷达标校系统的关键技术之一,同步的实现是系统采用两地雷达目标模拟技术所必须的;研究了一种基于GPS卫星的时间和频率同步方案,即接收GPS转发的标准时间和频率信号,采用同步模块实现标校系统舰上和岸上两地的时间和频率同步,该方案优于传统同步装置的长时间校正频率误差,提高了标校系统的时间和频率同步精度,从而减小了标校系统对雷达进行标定校准的误差。     

基于锁相环的GNSS授时接收机钟差校准算法

GNSS(全球卫星导航系统)授时接收机利用卫星导航信号获取钟差并校准本地时钟,从而与GNSS系统时间同步。提出了全新的基于锁相环的GNSS授时接收机钟差校准算法,将钟差校准过程等效为传统的锁相环模型,鉴相器的功能由PVT(位置、速度与时间)解算实现,压控振荡器的功能由本地时间调整接口实现,环路将本地秒相位与GNSS系统的秒相位锁定。分析了环路总误差的组成,以及环路参数与各误差项的关系,给出了误差最小的环路优化设计准则。在北斗二号卫星导航接收机平台上进行了对比实验,验证了算法的有效性。     

针对GNSS授时接收机的转发式欺骗干扰技术研究

授时接收机通过接收并处理卫星导航信号以获取高精度时间,为通信、电力及金融等系统提供精准的标准时间信号。提出了一种针对授时接收机的转发式欺骗干扰技术,通过对目标接收机的精密定位以及转发信号的精确时延控制,实现了对授时接收机的定时偏差控制,从而使其上层系统无法正常工作。通过建立仿真模型,验证了该欺骗干扰技术的有效性。     

基于FPGA的差分跳频通信关键模块设计与实现

为满足差分跳频通信在短波电台上的模块化和结构化应用需求,在深入研究G函数和FFT宽带接收机理基础上,基于同余理论G函数设计了差分跳频信号产生模块,基于加窗FFT设计了频点序列识别模块,采用频差译码设计了G-1函数解析模块。基于FPGA平台对差分跳频通信关键模块进行了仿真实现。仿真和测试结果表明,设计的模块完成了差分跳频信号的无线收发,实现了差分跳频通信功能。采用模块化结构化的设计,提高了差分跳频通信设备灵活性,易于升级维护。     

打通实验室到生产应用和产业化的“最后一公里”——高精度定时设备问世

<正>近日,航天科工二院203所研制成功并交付高精度定时设备,该设备内置铯原子钟,与外频标铯钟同步后,10小时之内同步偏差精确到小于5纳秒,设备将10个小时之内自主保持时间。该设备支持多频率基准信号输出,时差测量结果的实时显示,可接收全球导航系统信号模块参考时间信息,在参考丢失时具有输出连续高精度的时间信号的能力,内置电池,可保证外部供电掉电后1小时内正常工作。为了满     

基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法研究

针对导航战、城市或者室内环境中,可见卫星数目小于3颗,用户位置未知时,接收机无法完成授时等问题,并结合我国已有卫星导航系统(北斗和CAPS系统)现状,提出了一种基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法。该方法通过测量卫星信号的多普勒频移,采用积分多普勒计数计算用户位置,完成单向授时功能。分析结果表明,使用3颗IGSO卫星搭载透明转发器载荷,可使我国领土范围内的定位授时可用性基本达到100%;静态观测用户,长期测量定位精度可达3m以内,授时精度误差小于100ns。由于该方法最少只需观测1颗IGSO卫星信号,这为导航战背景及微弱信号环境下的定位授时服务,提供了新的解决方法。     

基于北斗卫星反射信号的弹载探测器高度测量方法

为满足弹载探测器的高度测量需求,对高程测量方法进行研究,在载弹中设置北斗卫星信号接收组件,利用两个北斗卫星信号来确定引信的实际对地高度,进而发出指令起爆引信主装药。其中一个北斗信号被弹载接收组件直接截获,而由同一卫星发射的另一信号则经过反射后被弹载的另一接收组件截获,通过上述两信号间传输距离与时间的差异来计算引信的对地高度。同时结合误差模型,利用最小二乘融合算法降低测高误差,提升弹载探测器的测高精度。     

北斗战场通信网络身份认证方法

为了提高战场通信网络的安全性,基于北斗卫星导航系统("BeiDou"navigation satellite system,BDS)所提供的高质量的定位、授时以及短报文通信功能,提出了一种基于"北斗"的战场通信网络身份认证方案。该方案利用"北斗"高精度的授时功能实现整个网络中时钟的精确同步,将该时钟信息作为时间戳值加入到身份认证过程中以抵抗重放攻击;同时将节点从"北斗"获得的位置信息也加入到身份认证信息中,解决了战场中我方节点被俘获所带来的安全问题,结合传统的随机数以及证书加密,实现了通信双方多因素双向认证。通过对方案进行安全性分析和SVO逻辑分析可知,该方案能够抵抗常见的攻击方式,并且不存在安全漏洞,适合应用到战场通信网络。     

基于HLA/RTI的短波跳频仿真系统

新一代的分布式交互仿真标准即高层体系结构/运行时间结构(HLA/RTI),为联邦成员的互操作制定了框架.针对短波环境下跳频通信的仿真应用实例,搭建了短波跳频通信系统联邦模型,展开面向各个联邦成员的具体功能和作用的分析研究,通过信息交互和时间推进策略实现了整个联邦系统进行协调控制和管理,并且验证了仿真系统模型设计的可行性和有效性,为短波跳频系统的实际应用奠定了基础.     

一种数字解调分析模块的设计与应用

设计了一种数字解调分析模块,利用数字下变频器HSP50214B同TMS320C5409 DSP的配合,通过软件编程实现对不同调制样式信号的解调分析,最后给出了该模块在短波全景搜索监测接收系统中的应用。实验证明该模块在无线电接收系统中有着很强的实用性。     

利用对比度最优准则的压控振荡器调频非线性误差估计与校正方法

针对压控振荡器调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的压控振荡器频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对压控振荡器输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中压控振荡器器件的参数漂移问题具有重要指导意义。     

北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法

在建立卫星导航系统星座自主守时时间基准时,必须消除星载原子钟钟差数据中包含的周期性波动,以免将其引入系统时间。针对这一问题,基于国际卫星导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的北斗系统星载原子钟钟差产品,提出了一种基于频谱分析的星载原子钟周期性波动校正方法。通过比较校正前后钟差数据的频率稳定度性能差异,确认该方法能够消除由环境因素引起的钟差数据周期性波动。北斗系统各类卫星星载原子钟的性能在校正后都得到了提升。地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升50%左右,中轨道地球卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升23%左右,倾斜地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升15%左右。经过校正,北斗二号和北斗三号系统中的星载原子钟普遍达到了地面站铯钟的频率稳定度性能,为完全基于星载原子钟的星座自主守时提供了基础。     

振弦式传感器压力测量系统设计及分析

应用振弦式传感器并基于脉冲计数法进行压力测量可达测量精度受脉冲计数精度、电路噪声及温度补偿等多重因素影响。介绍了一种成熟的设计方案,通过采用优化的扫频激励方式、合理的脉冲计数方法、低噪声信号调理电路设计和有效的温度补偿等途径,获得了较高精度的压力测量值,是脉冲计数法测压场合的较好选择。     

基于变频转发RDSS信号模拟的参数生成算法

近年来,有源与无源体制兼容型的RDSS接收机技术的迅速发展对与之匹配的高精度卫星信号模拟器的研制提出了迫切需求.模拟器主要包含卫星轨道仿真、用户轨迹仿真、误差建模、信号生成参数计算等模块.其中信号生成参数的模拟是需要解决的一项关键技术.但由于RDSS卫星导航系统的信号播发具有变频转发的特点,使得信号参数的模拟变得比GPS等直播式系统复杂.为此,提出了一种适合变频转发的卫星信号生成参数算法,并推导了多普勒频移参数计算公式.仿真实验结果验证了文中算法的正确性.     

高速并行Gardner算法设计与实现

随着空间探测任务逐步增加、空间信道频谱资源日趋紧张,传统Gardner定时同步算法已经无法满足高速数传系统高通量、高可靠性的需求。为了提高Gardner定时同步算法的吞吐率并增大可纠正误差范围,提出一种高速并行Gardner算法。为了保证插值精度同时减少乘法器消耗,设计了一种并行分段抛物线插值滤波器;为了便于并行流水线设计和最佳采样点选取,构建了计数模块和定时缓存调整模块;为了提高等价吞吐率,重构了流水线并行环路滤波器结构和并行数控振荡器结构。结果表明,该算法等价吞吐率可达1 739.13 Msps,数字信号处理器资源消耗可减少44%,可纠正2×10^-3的定时误差。     

随机振动中晶体振荡器的有源降噪设计

针对晶体振荡器在振动下会发生输出频率漂移的问题,在分析声学有源降噪技术和加速度对晶体振荡器输出相位噪声的影响机理基础上,提出降低随机振动中晶体振荡器噪声的方法。在晶体振荡器外围电路中嵌入加速度传感器、模数转换器、数模转换器和数字处理器,构建对晶体振荡器相位噪声进行实时补偿的有源降噪系统。结果表明:设计的有源降噪系统在0.03g/Hz振动幅度、10~850 Hz频率范围的随机振动条件下,能达到20 d B的相位噪声补偿效果。     

基于PC104总线的频率计模块设计

为适应在各种复杂条件下对雷达装备频率测量的要求，设计了基于PC104总线的频率计模块，并详细阐述了模块的硬件和软件设计方法。经实验验证，该模块具有较高的测试精度和稳定度。     

一种BPSK相参脉冲信号多普勒频率变化率测量方法

BPSK信号广泛应用于新体制雷达中,测量BPSK信号中包含的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪的关键技术.通过对BPSK信号平方消除了相位调制对参数估计的影响,并利用离散傅立叶变换进行脉冲间相参积累,算法具有计算量小、多普勒频率变化率估计精度高的优点.计算机仿真结果表明参数估计的精度能达到单站无源定位与跟踪系统的精度要求.     

雷达调频编码脉冲信号的设计与处理

现代雷达为获得较高的距离分辨力通常采用编码频率脉冲串信号和步进频率脉冲串信号,但都存在数据率低和较为严重的距离-多普勒耦合问题。在研究这两种信号特点的基础上,提出了调频编码脉冲信号形式并给出了相应的信号处理方法。经仿真对比可见,该信号形式及其处理方法能同时解决步进调频信号高距离-多普勒耦合、低数据率两大问题,具有较好的联合分辨力。     

基于对比度最优的VCO调频非线性误差估计与校正方法

针对VCO调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的VCO频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对VCO输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中VCO器件的参数漂移问题具有重要指导意义。