基于逐历元相位差分和TEQC的海洋GPS数据质量分析

全球定位系统(GPS)浮标作为海洋观测的重要手段,在海洋监测方面发挥重要作用。本文将以江苏连云港以东海域布放的实验浮标采集的GPS数据为例,使用数据预处理软件(TEQC)从信噪比、多路径和精度因子等角度对GPS浮标数据质量进行分析,引入逐历元相位差分的方法对GPS浮标数据的稳定性和数据质量进行分析。结果显示:GPS L1和L2观测量的信噪比在35~45 dBHz的比例分别占到85.3%和92.1%,与陆地固定站相比,噪声表现相当甚至略优于陆地固定站。L1和L2观测量的多路径效应大部分集中在-0.46~0.46 m和-0.35~0.35 m,与陆地固定站相比,GPS浮标数据的多路径效应略高,GPS浮标观测数据的精度因子比陆地固定站大。从逐历元相位差分的结果来看,GPS浮标的数据稳定性和质量较陆地固定站差,海洋的恶劣环境对GPS观测数据产生了较大影响。

基于非监督分类和图优化的GNSS多路径误差削弱方法

基于城市环境下采集的多系统GNSS数据研究非监督分类算法和图优化(factor graph optimization,FGO)算法对多路径误差的抑制能力。伪距单点定位(single point positioning,SPP)结果表明,基于K-means++的非监督分类算法进行多路径信号分离时,在N、E、U方向的定位精度分别为3.61 m、2.90 m、8.14 m,较传统算法分别提升53.18%、55.18%、44.96%。图优化方法利用伪距和多普勒约束因子进行最优估计,在N、E、U方向的定位精度分别为0.94 m、1.34 m、2.78 m,精度分别提升82.1%、78.5%、82.0%。图优化算法对城市环境下GNSS定位的多路径误差抑制具有显著效果,可用于GNSS精密定位预处理阶段的异常卫星剔除和精确坐标初值获取,提高城市环境下GNSS定位性能。

米波雷达测高多径模型研究

针对米波雷达测高中同源多径的分辨难题,对米波雷达回波信号中直射信号和反射信号进行分析,引入乘积因子的概念,建立了考虑地球曲率时乘积因子与角度(直射角和反射角)的简单函数关系,并据此提出了考虑乘积因子的米波雷达多径阵列信号综合模型。仿真实验及实测数据处理结果均表明了此模型在米波雷达测高应用时的有效性。

多径条件下雷达探测巡航导弹的性能研究

基于低空巡航导弹等地面高度飞行的事实,在引入多路径球面几何模型的基础上,推导并定义了反应多路径条件下地基雷达探测性能的多路径因子。通过分析多路径因子对探测巡航导弹的影响,提出利用频率分集克服多路径效应探测盲区的方法,并对频率分集克服多路径效应探测盲区的原理进行了分析,最后进行了仿真验证。仿真结果表明,对于探测低空巡航导弹的地基雷达,在一定的距离范围内,采用频率分集可以较好地克服多路径效应探测盲区。

低空多径环境下雷达目标检测性能研究

针对低空多径环境下不同体制雷达目标检测性能展开研究,通过优化配置雷达阵元达到多径环境下的最优检测性能。建立低空多径环境下雷达接收信号模型,引入多径功率传播因子,将经典的Swerling目标起伏模型推广应用于低空多径环境,采用特征函数法推导低空多径环境下不同体制雷达的检测概率。仿真研究了多径功率传播因子对检测性能的影响,比较不同体制雷达的检测性能,结果表明多输入单输出雷达兼具相控阵雷达和多输入多输出雷达的优点,在多径环境下具有稳定的检测性能。

GPS多路径误差特性分析及削弱方法

针对GPS精密定位中的多路径误差无法通过差分GPS技术或误差改正模型进行消除的问题,通过推导单反射信号和多反射信号多路径误差的函数表达,并从卫星高度角、反射面反射系数、反射面至天线距离等影响因素入手,对多路径误差的特性及对定位精度的影响进行分析。最后提出当前消除或削弱多路径误差的主要方法及措施。

卫星轨道参数对北斗GEO卫星多径效应影响的分析

在我国的北斗导航系统以及其他国家的星基导航系统中,地球同步轨道(GEO)卫星不仅用于播发增强信号,还作为测距源使用。同时GEO卫星多径干扰是制约卫星导航系统整体性能的一个不可忽略的因素。通过建立多径衰落数学模型,详细分析了GEO卫星多径衰落的机理,深入研究了卫星轨道参数对多径衰落的影响。通过对不同监测站实测数据的分析,北斗系统中倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和中地球轨道(MEO)卫星的多径衰落特性与其相应卫星的高度角存在相关性,但并未发现GEO卫星的多径衰落也拥有类似的特征。通过分析开普勒多径衰落因子KMPF的第一和第二零陷点的衰落特性,可在一定程度上反映出GEO卫星多径误差的变化。最后通过仿真实验证明了开普勒多径衰落因子对分析GEO卫星多径误差提供了重要的研究手段。

多径环境下海面低空目标检测技术研究

为了使雷达在多径环境下具有最佳检测低飞目标的能力,分析推导了不同环境下双门限(M-N)检测器的检测性能,得到了不同环境、不同虚警概率下M-N检测器具有最佳检测性能时的最佳第二门限(M)值。通过场景假定和环境特征分析,建立了雷达多路径散射模型;然后推导得到了多径环境下信噪比的概率分布函数和雷达检测概率表达式,仿真给出了多径环境下和自由空间中不同M-N检测器在不同虚警概率下的雷达检测概率曲线;最后总结出了在不同情况下雷达具有最佳检测性能时的最佳M值。

多径衰落信道下BOC信号捕获性能分析

针对多径衰落信道下BOC(二进制偏移载波)信号的捕获问题,通过对多径衰落信道建模,运用目前较优越的捕获算法对各信道下的捕获性能进行比较。结合莱斯因子K、多径径数L以及多径延迟,分析了多径衰落信道对BOC信号捕获产生的影响。理论分析和仿真结果表明,K值越大,捕获函数峰值越大,捕获性能越好;L值越小,出现副峰越少,捕获性能越好。

多径条件下GNSS干扰信号测向分布研究

为开展GNSS干扰源定位研究,围绕信号多径传播建立了干扰信号相位的多径衰落模型并提出了测向分布描述方法.首先针对GNSS干扰信号给出了测向模型以及理论误差;其次仿真分析了多径条件下干扰信号相位分布与莱斯因子的关系,通过推导相位分布PDF建立信号相位的数学模型;最后利用蒙特卡洛仿真研究测向分布与莱斯因子和来波方向的关系,并采用置信区间进行数学描述.理论推导和仿真结果表明,当莱斯因子较大时多径条件下的干扰信号相位服从高斯分布,测向结果方差随莱斯因子增加而减小,且来波方向垂直于基线时方差最小,莱斯因子大于20时同一置信水平下的置信区间趋于稳定.

多路径效应下的远距支援干扰压制区

在不同反射系数不同雷达载频下,利用方向图传播因子计算了远距离支援干扰压制区。借助雷达与目标之间以及雷达与干扰机之间的传播链路上的方向图传播因子,推导出信号干扰噪声比;利用渐削矩形口径,采取台阶余弦平方加权因式抑制背瓣的方法建立了天线模型;根据反射系数定义以及直射线和反射线的波程差得到了方向图传播因子的计算模型。仿真结果表明,多路径效应使得干扰压制区范围扩大,区域出现分裂现象;反射系数减小,暴露区域相应地缩减,但是暴露区的外形没有改变;雷达载频越高,方向图因子起伏越大,可借助宽带雷达载频的多样性来减轻或尽可能地利用多路径效应。

基于相关因子的节点不相交的Ad Hoc多路径路由算法

多路径路由算法可以均衡负载、提高可靠性,但是A d Hoc网络的无线多播特性(WM A)使得多路径数据传输存在严重的冲突隐患,即便是节点不相交的多路径,以并发的方式来进行数据传输的效率并没有理论上的高.为此本文提出基于相关因子的节点不相交的多路径路由算法(NDCF),该算法引入相关因子来衡量多条节点不相交路径以并发的方式进行数据传输时发生冲突的可能性的大小,从而选择冲突可能性最小的节点不相交路径.仿真结果表明,NDCF算法可明显提高数据包的投递率,降低端到端的传输时延.

移动自组网中基于相关因子的多路径节能路由算法

一方面,由于移动自组网节点的能量由电池供应,一旦能量耗尽,不能继续充电,使用多路径可以节省能源;另一方面,使用多路径即便是节点不相交多路径,由于移动自组网的无线多播特性,仍存在严重的冲突问题。综合这两方面因素,提出了冲突受限的节能路由算法。该算法引入相关因子来衡量多路径同时进行数据传输时发生冲突的可能性,然后根据特定应用对传输性能的要求,得到一个冲突上限,即相关因子的最大值,最后找到能满足冲突上限的最节能的一组节点不相交多路径。仿真结果表明,该算法与单纯的节能路由算法———源传输功率选择算法(STPS)相比,可显著降低数据传输时的丢包率,且没有明显增加能量消耗和寻路时间。

HVF方法在GPS多路径效应研究中的应用

提出了基于Helmert方差分量估计的Vondrak滤波方法(简称HVF),并将其用于GPS多路径效应的研究。通过对实际观测资料的分析表明,该方法能合理地选取Vondrak平滑因子,最大限度地削弱测量的随机误差,有效地分离观测资料序列中的信号与噪声。利用该方法提取多路径模型,并根据GPS多路径效应周期性重复的特性,可有效地削弱多路径效应对观测结果的影响,从而提高GPS定位精度。

一种适用于多径信道下DSSS信号检测新方法

针对多径信道下直接序列扩频信号检测的难题,在基于自相关二阶矩的检测算法基础上提出了新的检测参数,从而将加性高斯白噪声信道下的直接序列扩频信号检测算法推广到多径信道。本文算法首先分析了由多径信道导致的能量峰值和由直扩信号的伪码特性导致的自相关峰值的特点,并根据此特点定义了新的检测参数——多径因子,最后将该参数应用到基于自相关二阶矩的直接序列扩频信号检测算法中,实现了对多径信道下的直接序列扩频信号的检测。理论分析和仿真实验表明,本文提出的检测新参数能真实的反映多径信道对信号自相关函数的影响;当信噪比大于-14dB时,本文提出的多径信道下直扩信号检测算法性能与加性高斯白噪声信道下的检测性能相当。

采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法

为均衡能量消耗、提高数据传输的可靠性,提出采用角度因子的蚁群优化多路径路由算法(ACOMP)。在密度递减节点部署策略的基础上,为避免能量"热区",优化蚁群算法进行多路径搜索,搜索过程加入节点间的角度因子进行路径方向引导。基于对选出的各较优路径实时能量的感知,建立多路径决策模型,使得源节点可以选择当前性能最好的路径进行较可靠的数据传输。同时为避免路由空洞,定义修复蚂蚁并结合反馈机制使得路径保持良好状态。仿真结果表明:提出的算法可以实现节能、可靠的路由,并可均衡整个网络的能量消耗。

滚降系数对自适应QAM的抗时延扩展性能和频谱效率的影响

在多径衰落信道中研究了自适应正交幅度调制(AQAM)的抗时延扩展性能和频谱效率,系统的接收-发送合成滤波器具有升余弦频谱.在平均误比特率受限的情况下,分析了平均bits-per-symbol和平均误比特率与归一化rm s时延扩展(rm s时延扩展与符号周期之比)的关系.计算结果显示:当滚降系数增大时,AQAM所能应对的最大归一化rm s时延扩展也随之增大,由此证明AQAM的抗时延扩展性能随滚降系数的增大而改善.平均频谱效率可视为3个参数的函数,即滚降系数、归一化rm s时延扩展及发送信号能量与噪声之比.分析结果表明,当滚降系数增大时,平均频谱效率的变化是不确定的,具体情况取决于另外2个参数.

基于萤火虫算法的无人机组网多径路由算法

针对无人机自组网节点能量有限、移动快、数据多造成网络QoS下降的问题,提出将改进的萤火虫算法融入到多径路由中形成萤火虫多径路由算法(AOMDV-FMRA)。首先为减小速度对路径稳定度的影响,在路由发现过程中引入边界评价因子以适应拓扑变化,再根据路径上节点的负载信息,对反向路由进行选择。最后将能量评价参数映射到萤火虫算法中对收集到的路径能量信息进行处理,作为流量分配的依据。实验结果表明,与AODV、AOMDV相比,在节点速度高、网络流量大的环境中,算法在端到端时延、网络生存时间、投递成功率、路由开销方面,均有良好性能。

复杂地形下的米波三坐标雷达多径效应补偿方法研究

针对米波三坐标雷达实际运用中低空测角不准的问题,提出利用补偿因子对多径信号进行补偿的方法。首先对影响测角精度的地形因素进行分析,针对雷达阵地的地形环境,引入补偿因子,建立补偿因子与地形参数的函数关系,并据此利用补偿因子对多径信号进行补偿。仿真实验结果表明了该方法对抑制多径影响的有效性。

复合多径效应下舰载雷达探测性能分析

多径效应是影响舰载雷达探测性能的重要因素之一。结合舰载雷达实际工作环境,构建了镜面反射与漫反射复合多径模型,推导了复合传播因子的理论表达式,仿真验证了其莱斯分布规律,对比分析了不同海况下不同类型雷达的镜面多径和复合多径效应,对是否考虑漫反射分量给出了相应建议,为舰载雷达设计、使用及性能评估提供了参考。