原子钟频率稳定度评估方法综述

原子钟通过稳定的频标来测量时间,但频标输出信号会受到不同来源噪声的影响,因此原子钟间相位偏差可以看作服从幂律∑hαfα的连续随机过程。该随机过程并非平稳的,一般是通过高阶的差分使得序列平稳化,常用的时域频率稳定度评估方法便是采用此种思路。幂律噪声实际是对白噪声过程进行微分和积分得来,不同幂律的噪声对应不同的随机微分方程,实际上幂律噪声的仿真也是通过白噪声基于此实现的。首先介绍了不同幂律噪声的鉴定方法,并结合文献给出常见幂律噪声对应的微分方程;然后介绍了不同频率稳定度评估方法之间的关系和其相应的传递函数,并简单总结了其置信区间的计算方法。该文的工作有助于构建原子钟随机模型和频率稳定度评估方法。

基于残差统计特性的中国区域格网电离层GIVE算法优化

北斗星基增强(BDSBAS)系统播发格网电离层改正数和格网电离层完好性参数GIVE,用以提升GNSS系统的服务精度并实现区域电离层活动完好性监视,以满足精密进近(GLS PA)需求。本文在实现BDSBAS格网电离层粗差剔除与改正数计算的基础上,提出了一种电离层完好性参数GIVE的优化方法,进而评估了BDSBAS格网电离层的应用精度。BDSBAS格网电离层格网点延迟估计采用平面拟合算法计算,异常数据剔除采用稳健的中值容错算法,GIVE的估计考虑了电离层残差分布的偏度与峰度统计特性,能够实现对电离层异常活动的及时响应。2020年1月实测数据分析结果表明,BDSBAS格网电离层修正精度(RMSE)为2~3 TECU,改正百分比达到75%~79%,GIVE包络率优于99.9%。修正格网电离层后可提升GPS定位精度20%~40%。

WAAS电离层格网播发特性及其性能评估

电离层格网信息决定了RTCA协议下的SBAS增强系统的服务等级。通过对WAAS 3颗GEO卫星播发的电离层格网信息进行长期分析,获得了RTCA协议下格网电离层在电文编排、更新周期、格网分布等方面的详细播发特性。通过解析实际WAAS电离层格网电文,设置不同的可用性条件,详细分析了每个格网点的可用性,得到当以GIV EI=15为门限值时,WAAS播发263个可用性为100%的电离层格网信息,覆盖包括整个北美大陆及海岸线20°以外的大部分地区。通过对比WAAS采用的Kriging和部分其他增强系统采用的IDWK插值方法的格网可用性,得出结论:IDWK方法仅对参考站布设范围内的格网点具有较高的可用性,Kriging插值方法以增加GIVE为代价,大幅拓展了可用格网点覆盖范围,但也造成脱离大陆的夏威夷群岛上空的格网点完全不可用。利用CODE发布的GIM模型对WAAS可用格网点的格网改正精度进行分析,得到,当GIV EI<14时,不同GIVEI格网电离层垂直延迟的改正精度差异较小,GIM评估的格网电离层垂直延迟的改正精度与纬度相关性较大。在中低纬地区虽然穿刺点分布密集,但其格网改正精度低于高纬地区。

类脑导航的机理、算法、实现与展望

脑与神经科学近几十年来的快速发展,初步揭示了动物导航的神经机理。借鉴大脑神经结构及信息处理机制,研究类脑仿生智能导航系统,为复杂环境下低功耗高鲁棒的自主智能导航提供了新的灵感。在详细综述了动物空间导航神经机理基础上,概述探讨了当前机器人仿生类脑导航智能算法,从利用脑启发的神经网络方法处理导航信息实现智能导航的角度,归纳为吸引子神经网络、深度强化学习以及脉冲神经网络等3类算法。接着梳理了类脑导航的实现途径,包括仿生智能传感器和智能类脑处理器平台。最后归纳并展望了类脑导航发展趋势,包括进一步探索生物界导航的脑神经机理及其信息处理过程、细分类脑导航概念内涵、评价指标完善的途径和统一实现框架。