北斗载波相位时间差分/SINS紧组合技术与实验研究

说明北斗系统有源定位模式的不足,提出一种基于载波相位时间差分的北斗/SINS紧组合导航技术,即以导航卫星载波相位信号的时间差分作为Kalman滤波器的观测量,建立工作于无源方式的北斗/SINS紧组合导航系统。介绍载波相位时间差分的基本原理和数学模型,设计组合导航滤波器。通过动态和静态实验对算法的正确性和精度进行验证。实验结果表明,SINS的位置和速度误差积累受到有效的抑制,导航精度明显提高。     

连续旋转爆震波传播模态试验

通过保持空气流量不变、改变H2/air当量比开展了连续旋转爆震对比试验,发现随当量比的降低出现三种传播模态:在较高的当量比(0.90~1.86)下,连续旋转爆震波以同向传播模态传播;在较低的当量比(≈0.75)下,则以双波对撞模态传播;在中间工况,则以上述混合模态维持传播。分析了不同传播模态下的高频压力特征,并初步分析了传播模态的转换机制:当量比较高时,爆震强度较高,传播过程中的损失和速度亏损相对较小,爆震波以同向传播模态维持传播;当量比较低时,爆震强度较低,传播过程中的损失和速度亏损较大,此时无法维持同向传播模态,而以双波对撞模态传播,这是由于双波对撞模态中的激波对撞产生高温环境,有利于燃烧放热,其可能是连续旋转爆震的极限传播模态。     

数控振荡器相位截断对频域抗干扰性能影响分析

全球导航卫星系统频域抗干扰接收机中,普遍采用数控振荡器生成本振信号。由于硬件约束,通常需要对数控振荡器进行相位截断。而数控振荡器相位截断是否合理对抗干扰性能影响较大。针对该问题,从数控振荡器相位截断导致的本振杂散着手,从理论上分析其对混频和频域抗干扰环节的影响。在此基础上,给出一种数控振荡器查找表地址位宽的理论计算模型,使得接收机的载噪比损耗接近无数控振荡器相位截断的频域抗干扰接收机。仿真结果表明,抑制带宽大于100k Hz、干信比小于80d Bc的窄带干扰时,计算的数控振荡器查找表地址位宽不超过10bit。与无数控振荡器相位截断的频域抗干扰接收机相比,采用数控振荡器混频的抗干扰接收机的载噪比损耗最多增加0.6d B。     

基于GA-BP网络的LFM信号脉冲压缩

为了改善线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号脉冲压缩输出的性能,研究了误差反向传播(back propagation,BP)神经网络在线性调频信号脉冲压缩中的应用。采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对BP神经网络的连接权值进行训练学习,该算法可克服BP网络容易陷入局部最优的缺点。仿真结果表明,GA-BP网络具有较快的收敛速度和较好的数值稳定性,在信噪比损失小于1dB的条件下,可获得60dB左右的输出主旁瓣比。     

线性调频连续波雷达低空小目标长时间相参积累方法

针对小型无人机目标雷达回波弱、目标检测难的问题,研究了在线性调频连续波(linear frequency modulation continuous wave, LFMCW)体制雷达下的长时间相参积累方法。通过推导LFMCW雷达回波表达式,提出了基于时域差频信号线性调频-Z变换的拉东-傅里叶变换实现方法。评估了该方法的运算量,并与频域实现的方法进行对比。经过仿真和实测数据验证了本文算法对LFMCW雷达下的弱目标相参积累的有效性。     

一种新的单频周跳探测方法

提出了一种三角函数拟合外推探测单频接收机周跳的新方法,给出了三角函数拟合系数的求解公式、运用新方法探测周跳的步骤和周跳判定与量化公式,从拟合外推精度、数据窗口长度等方面比较了该方法与传统的多项式拟合外推方法的性能,并通过模拟加入周跳的探测试验进行了验证。结果表明:该方法可以准确地探测小至半周的周跳。     

FQPSK和SOQPSK信号的通用准最优解调设计

FQPSK-JR和SOQPSK-TG是IRIG-106遥测标准中可以互换的两种信号体制,两种信号有着近乎相同的功率效率和带宽效率。尽管两种信号都可以采用常规的OQPSK接收机进行解调,但是基于OQPSK结构的接收机忽略了两种信号固有的记忆特性,其解调性能损失相比最优解调达2dB之多。在遥测链路中,受设备体积及电源限制,2dB的功率损失是至关重要的。虽然基于其调制体制相对应的最优接收机都能提高功率效率,但信号产生体制的不同导致了其对应的最优接收机结构不同。将IRIG-106标准中的FQPSK-JR信号用CPM调制来近似表示,将SOQPSK-TG信号的频率成型脉冲进行了截短近似,设计了基于CPM的通用准最优解调器。基于CPM近似设计出的解调器与OQPSK解调器一样无须对两种信号进行识别,仿真表明基于CPM设计的通用解调器对两种信号进行解调的渐进损失都很小,对复杂度也进行了分析对比。     

不确定数据流多维建模方法*

由于不确定数据流应用的出现,给传统的精确、静态数据环境下的多维建模带来了巨大挑战。针对不确定数据流动态、无限和不确定等特征,提出了一种不确定数据流多维模型。该模型中引入了不确定对象来描述不确定事实元组,并且通过定义时间维度的层次时间窗口,很好地反映了数据流的动态性和无限性,最后还对此多维不确定数据流模型的基本代数操作和分析代数操作进行了形式化定义,为不确定数据流多维查询与分析提供了理论依据。     

天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术

针对采用单一发射天线的导航信号欺骗干扰,研究了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术,采用代数方法证明了三元非线阵是进行导航信号到达角无模糊解算的最少阵元数和阵型要求,并以相应阵型为基础,提出了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测量构造方法,给出了检测性能的分析方法,定义了用于限制检测性能下降的最小检测门限。采用蒙特卡洛方法对所提检测方法的检测性能进行了仿真,结果验证了理论分析的正确性。     

绳系拖曳离轨过程中的摆动抑制策略

以周向常值连续小推力作用下的绳系拖曳离轨为背景,针对离轨过程中的系绳摆动抑制问题,建立了系统质心轨道动力学方程及系绳摆动动力学方程,分析了无系绳收放控制时的系绳摆动特性以及系绳收放对系绳摆动的作用效果,构造了使系绳摆动衰减的期望绳长收放速率并设计了系绳张力控制律。仿真结果表明:无系绳收放控制时,系绳摆动表现为平衡位置附近的周期性往复运动;张力控制连续平滑,很好地实现了系绳实际长度对期望长度的跟踪,同时有效地抑制了离轨过程中的系绳摆动。