多相关器联合功率GNSS欺骗干扰检测方法研究

GNSS民用信号因其公开性和脆弱性易受外界欺骗干扰.作为欺骗干扰检测的有效方法,信号质量监测(signal quality monitoring,SQM)技术通过检测接收机跟踪环路早码、即时码、晚码(early late phase,ELP)的相关结果,与无欺骗时的相关特性对比,判断是否存在欺骗干扰.常规SQM算法仅利用ELP三个信息,检测性能受限,为此提出多相关器联合功率(SQM detection of power combined Multi-correlator groups,SPCM)算法.以ELP之间多个等间隔相关器输出功率的加权为检测量,且取相关时刻与即时码时间差的反比为加权系数;进一步分析检测量的概率分布特性,并基于Neyman-Pearson理论确定最佳检测阈值,通过比较检测量与检测阈值的大小,判断是否存在欺骗干扰.基于美国德克萨斯大学奥斯汀分校公开的场景四数据集进行试验,结果表明:与Ratio和ELP等典型SQM算法相比,在不同虚警率条件下,所提出SPCM算法兼具高检测概率和快速预警响应时间性能.

基于FPGA的多通道动态光散射自相关器的研制

为提高多角度动态光散射(MDLS)实验的测试效率与测量精度,开发了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多通道动态光散射自相关器。该自相关器利用FPGA同时采集4个散射角度的光子脉冲信号,实现高频脉冲计数和自相关计算;设计双计数器模块保证高频无丢失计数,结合片内环形寄存区与片外DDR3芯片实现动态存储数据;提出multi-tau相关器结构设计自相关器的相关计算模块,通过USB通信模块传输自相关计算结果。该自相关器利用有限的FPGA内部硬件资源,实现了多通道自相关运算,解决了大量计数数据的存储问题,提高了MDLS实验的测试效率。利用自相关器对50~200 nm的聚苯乙烯颗粒进行MDLS实验,实验结果与样品的标称粒径表现出良好的一致性,表明该设计能有效地表征颗粒粒径信息。

折叠式集成化光学相关器

利用超短光路结构和空间折叠光路结构,研制出一种小型多功能光学相关器,它能高速处理256×256像素图像。光学相关器易上下拆卸,并方便地实现Vander Lugt相关和联合变换相关之间的互换。实验结果证实了该系统具有较好的相关性能。

荧光三元相关光谱仪器中三元相关器的研制及应用

荧光三元相关光谱是原位研究多组分分子相互作用的一种新方法。三元相关器是荧光三元相关光谱仪器的核心计算单元。目前,我们尚未发现商品化三元相关器。本论文基于单光子计数器采集的光子信号序列的稀疏特性,提出了一种时间-光子模式相关算法,将其与传统多采样间隔时间相关算法相结合开发了改进的多采样间隔时间三元相关算法;进一步结合GPU并行加速,构建了三元相关器,显著加快了荧光三元相关光谱的运算速度;并将三元相关器成功地用于四色荧光微球和多色标记DNA荧光三元相关光谱分析。

在线极性相关器的研究

本文介绍了一种新型的微机化软硬结合的在线极性相关器,采用分级扫描,成功地解决了相关测量中实时相关分析的统计测量精度与响应速度的矛盾。该相关器已用于液固两相(纸浆)流量计中,获得了满意的结果。采用相关测量技术,是解决许多难测流体流速、流量测量的有效途径之一,在线相关器是相关测量的关键组成部分。我们研制的微机化软硬结合的在线极性相关器,成功地解决了在线极性相关分析统计测量精度与响应速度的矛盾,在液固两相(纸浆)流量计中得到了实际应用。为开拓相关分析的在线应用奠定了良好的基础。

应用联合分数傅里叶变换相关器识别多个物体

通过理论分析和计算机仿真研究了联合分数傅里叶变换相关器对多个物体的识别 .结果表明联合分数傅里叶变换相关器与基于傅里叶变换的联合变换相关器相比有了较大的改善 。

联合分数变换相关器的分数相关特性分析

从分数傅里叶变换(FRFT)的定义出发,理论分析了联合分数变换相关器(JFRTC)的分数相关特性.从所得JFRTC的数学表达式中可以看出,将FRFT应用到联合变换相关器(JTC)中得到的JFRTC具有与传统JTC不同的性质.对于传统JTC,一旦输入平面上参考图像与目标图像之间的距离给定,相关输出峰的位置即确定,而JFRTC的相关输出峰的位置则可以由分数级次p1和p2来自由调节,这个特性在实际模式识别中非常有用.另一方面,JFRTC的相关输出峰值在大多数情况下低于传统JTC的相关峰值,却是JFRTC的一大缺点.最后,从FRFT的比例性质出发,给出了FRFT谱畸变不变的实现条件,并由此预言了JFRTC畸变不变模式识别的功能.

二元微分联合变换相关器实现图像识别的研究

为了克服二元联合变换相关器的取阈和实时性问题,采用微分运算与二元联合变换相关器结合的方法。联合功率谱中,由于干扰项随频率的变化率比需要的信息量随频率的变化率慢得多,因此可以采用微分方式削弱干扰项,增强互相关信号,对微分后的功率谱再进行二值化非线性处理得到优化功率谱,然后对优化功率谱进行傅里叶逆变换,得到目标和图像的相关输出。模拟实验结果表明,所提出的相关器能很好地抑制自相关峰,增强互相关峰,具有更强的鲁棒性。而且该方法在处理过程中,不需选择阈值,简单的微分及二值化操作使之具有更强的实时性。

基于散斑位移相关器的相关峰增强技术

提出的基于光学数字联合变换的光学散斑位移相关器,用来确定亚像素精度相关峰的位置,却没有使用复杂的插值算法。为了实现相关峰的放大,对相关器的主要参数进行了分析和计算。并以此建立了实现光学散斑位移技术的实验装置,实验结果表明,该装置能产生尖锐和狭窄的相关峰,且能以亚像素精度发现峰位置。

基于联合广义分数相关器的相关峰特性分析

分析了联合广义分数傅里叶变换相关器相关峰的特性,得到通过改变广义分数傅里叶变换的系统参量可以提高广义分数相关峰性能的结论.进行了数值模拟和光学实验,并根据两者的结果对四个相关峰的性能指标相关峰强度最大值、峰能比、识别能力、信噪比进行了比较分析,说明只要适当控制系统参量,联合广义分数傅里叶变换相关器比联合分数傅里叶变换相关器具有更好的相关性能,有助于提高光学相关器识别的准确率.

用于模式识别的一种新的光学相关器

我们研究了一种新的白光联合变换相关器，即在频谱面上利用液晶光阀对联合傅氏干涉谱进行变换，然后用白光做为液晶光阀的读出光，实现相关变换。利用部份相干光传播模式，导出这种白光联合相关器保留了对复振幅的线性运算能力，结果表明，这种相关器能得到较好的相关结果，并能有效地抑制相干噪声。

基于FPGA技术的数字相关器的设计与实现

用 VHDL设计了一种 32 - bit数字相关器 。

GPS接收机相关器技术研究及FPGA实现

GPS接收机中的相关器设计是GPS接收机设计的一个关键技术之一。阐述了GPS相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了详细的理论分析,利用本地产生的C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,提高了捕获的速度和精度,并用verilog硬件描述语言在FPGA中实现了GPS相关器的全部设计。设计中首先在modelsim下进行功能仿真,然后进行时序仿真,仿真通过后下载到Xilinx VirtexTM-II Pro开发板中进行验证。运行结果表明设计的相关器工作正常,性能可靠,与微处理器配合可以完成GPS信号的捕获和跟踪。

数字相关器及解扩性能分析

介绍了数字相关器的原理。

光电混合联合变换相关器目标探测与识别

用电寻址液晶 EAL CD作为空间光调制器 SL M,用计算机控制的 EAL CD并排显示参考信号和实时扫描的目标信号 ,并用面阵 CCD作为平方律探测器记录其联合变换功率谱 ,通过光学傅立叶变换 ,输出相关信号 ,识别目标并确定目标在空间的方位。其特点是 ,由于用 CCD探测功率谱 ,可以用各种数字处理技术提高系统的信噪比 ,并能更精确的探测和识别目标 ;采用光学傅立叶变换及光学相关探测使所有采样点并行处理 ,并以光速进行 ,提高了处理速度。

光电混合联合变换相关器中各元器件结构参数之间的关系

分析了空间光调制器(SLM)和面阵CCD的像元结构对输入图像和功率谱的抽样,以及抽样对光电混合联合变换相关器(JTC)性能的影响;推导出了光电混合JTC中,SLM、面阵CCD、傅里叶变换透镜、输入图像等各结构参数之间应满足的关系。根据推导出的关系公式,结合实验所用透镜、SLM、CCD的各项参数,选择不同的图像间距,对联合变换相关识别过程进行了模拟验证。输入大小都为32×32像素的参考图像和目标图像,当两者间距大于64像素且小于374像素时,可以得到理想的识别效果;间距小于64像素时,同级输出光场的自相关和互相关信号不能完全分离;间距大于374象素时,相邻两级互相关信号交叠错位;当间距大到超过405像素时,无法进行相关识别。模拟结果与理论推导一致。这些关系对JTC的设计及应用有重要意义。

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。

二值化联合变换相关器的最佳阈值

从实验和计算机模拟两方面讨论二值化联合变换相关器的最佳阈值选取原则 实验研究表明 ,不同阈值对二值化联合变换相关结果有着较大影响 ,阈值过高或过低都会使联合变换相关结果变差 也就是说 ,二值化联合变换相关器存在一个最佳阈值 计算机模拟结果表明 ,最佳阈值位于联合变换功率谱的平均灰度值附近 在该阈值下 ,二值化联合变换相关器输出的相关峰值将相对提高 ,半宽度减小 。

全极化微波辐射计系统中高速数字相关器设计

海面风场直接影响大气与大洋环流相互作用,是研究海流运动规律的必要条件.全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器.数字相关器是全极化辐射计的核心部件.文中详细介绍了一种新型数字相关器的设计和实现.两片高速A/D转换器采样四路信号并通过XILINX公司新一代的FPGA-Vertex5作相关运算.同时本文给出了数字相关器的测试结果.相关器采样率360MHz,8bit量化,测试有效位数在7.2bit以上.100MHz和150MHz信号输入下,测量值与理论值之间的相关系数在0.9999999以上.系统功耗11.3W.

一种新的相位编码幅值调节联合变换相关器(英文)

给出了一种对经典联合变换相关器进行相位编码和幅值调节的新方法 ,使联合变换相关器具有优化的相关输出信号和很强的抗干扰能力 .在相位编码幅值调节联合变换相关器中 ,输入的待识别信号首先通过相位模板进行相位编码 ,然后对联合功率谱进行幅值调节滤波 .在进行幅值调节滤波时采用了增强型幅值调节滤波器 ,其调节因子可根据输信号的噪音干扰情况进行调节变化 .相位编码幅值调节有效地祛除了多目标识别联合变换相关器的冗余信号 ,可广泛的应用于多目标识别 .