带限信道中准相干码相关参考波形技术多径抑制性能分析

码相关参考波形(CCRW)技术以其设计灵活、抗多径性能优异等特点成为卫星导航多径抑制研究的热点,但目前相关文献在分析CCRW技术时常假设单边信道带宽无限或远大于扩频码率,且仅研究特定参考波形的性能,缺乏具有工程指导意义的定量结论。根据CCRW技术一般原理,推导了在无限带宽时任意参考波形的鉴别曲线计算公式,给出了满足稳定跟踪的波形约束条件。分析了不同带宽和闸宽参数的W2/W4/W5三类参考波形的准相干多径误差包络性能,仿真表明带限信道中W4、W5波形抗多径性能优于W2波形;以GPS L5和Galileo E5a/E5b的QPSK(10)信号为例进行原理样机试验,结果表明W2、W5算法比窄相关技术的3dB衰减多径误差包络面积减小达63%和72%。结论可用于现代化导航接收机的多径抑制设计。

信道带宽对码相关参考波形算法码跟踪精度的影响

相关文献对码相关参考波形算法码跟踪精度的研究,主要是针对无限信道带宽条件下,仿真分析闸宽参数对码跟踪精度的影响,并未分析信道带宽影响。因此,推导了码相关参考波形算法码跟踪精度表达式,分析信道带宽对码相关参考波形算法跟踪精度的影响并进行仿真验证。结论表明,在无限带宽下,减小闸波宽度可提高码跟踪精度,但是在带限条件下,闸波宽度存在最优值。该结论可用于指导卫星导航接收机的码相关参考波形算法设计。

码相关参考波形技术在卫星导航信号中的多径抑制性能研究

由于多径信号的弱相关性,无法通过差分技术加以消除,多径误差已经成为当前测距、定位中的主要误差源。通过理论分析和仿真验证表明:码相关参考波形技术(CCRW)具有比窄相关、双delta算法更为优异的多径抑制性能。以北斗B1I信号为例在工程样机进行实验验证,结果表明CCRW可以抑制除零码片附近的所有多径信号。通过选取不同的参考波形,可以简化接收机通道逻辑设计,达到节约硬件逻辑资源、降低接收机功耗的目的,具有良好的应用前景。

利用参考波形估计导航信号测距偏差

针对卫星导航信号存在的微小信号畸变,研究了因导航信号畸变而引起的测距偏差的估计问题。基于理想矩形脉冲波形和真实信号波形的上升沿零交叉点信息,给出参考波形定义,并以此为基础估计测距偏差。该方法可用于定量评估卫星导航信号波形畸变对测距偏差的影响及比较卫星之间的测距差异。以二阶模型为基础产生畸变波形,验证了该方法的有效性,并分析了估计精度与信噪比关系。通过大口径天线采集"北斗"卫星B1频点信号,利用该方法获得了B1频点I/Q支路信号的测距偏差,表明该方法可用于在轨卫星信号的测距性能评估。

卫星导航信号无模糊抗多径码相关参考波形设计技术

针对目前卫星导航接收机码环多径抑制技术在二进制偏移副载波类信号下鉴别曲线可能出现多个稳定跟踪位置,导致接收机存在伪距测量的系统性误差的问题,提出最优鉴别曲线设计技术,采用奇异值优化的最小二乘方法,设计无多余跟踪点的本地码相关参考波形。从多径误差包络和跟踪精度两方面,对基于最优鉴别曲线的二进制偏移副载波信号码相关参考波形的设计性能进行验证评估。仿真结果表明:该方法可实现二进制偏移副载波信号在有限接收带宽下的无模糊鉴别曲线设计。以前端带宽为8.184MHz时的BOC(1,1)信号为例,设计的码相关参考波形相比W2波形,多径误差包络面积增加了61.8%,而跟踪精度提高了4~5dB。

矿用超声波气体流量计参考波形自动跟踪方法

为了提高矿用超声波气体流量计的准确性,针对互相关检测信号存在“跳波”现象并影响超声波渡越时间测量精度的问题,提出了一种矿用超声波气体流量计参考波形自动跟踪方法。在计算超声波渡越时间的同时,对超声波参考波形和实时接收信号波形进行互相关运算,并计算互相关检测的可信度,设定可信度有效阈值和参考波形更新阈值,对互相关系数进行可信度评审,判定参考波形是否更新。可信度小于有效阈值时,判定接收信号无效,重新发送超声波信号;可信度大于更新阈值时,判定接收信号波形与参考波形高度吻合,不需要更新参考波形;可信度介于有效阈值与更新阈值之间时,判定接收信号有效,用当前接收信号波形替换原参考波形,实现参考波形自动跟踪。分析了可能造成超声波渡越时间差错1个波形周期的2种超声波接收信号波形变化:包络连续形变和包络瞬间畸变。气体流速、温度、压力的变化会导致接收信号包络发生连续性变化;尖峰脉冲、随机信号和周期干扰等可能导致超声波接收信号包络发生瞬间畸变,包络瞬间畸变可分为主峰严重畸变、主峰微小畸变、非主峰畸变3种情况。试验结果表明,在不同流速、温度、压力、噪声影响下,超声波气体流量计的相对误差不超过±1.0%,满足精度1.0级测量要求,参考波形自动跟踪方法为流量测量的准确性和可靠性提供了保障。

利用参考波形估计导航信号测距偏差

本文简单介绍了利用参考波形估计导航信号测距偏差的方法,并结合仿真证明了该方法可用于卫星导航信号波形畸变对测距偏差影响的定量评估,希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

50~120kV脉冲X射线参考辐射场建立及剂量率测量

为满足国内医疗、安检等脉冲辐射场所对剂量监测仪表准确溯源的需求,基于栅控技术建立满足规范和标准要求的50~120 kV毫秒级脉冲X射线参考辐射场,其脉冲宽度在1~6 300 ms范围内可调。通过对该辐射场的管电压稳定性、剂量线性、重复性、脉冲波形等关键参数进行研究测试,建立脉冲X射线参考波形,并使用30 cm3的圆柱电离室开展脉冲剂量率测量研究。结果表明,管电压预设60 kV时,介入法、非介入法测量管电压的相对偏差均不超过±1.5%;可输出参考波形脉冲的最小脉冲宽度为20 ms,在1 m处95%均匀辐射野直径约为5.5 cm;且N系列、RQR系列辐射质条件下的剂量率范围可分别扩展至0.002~10 mGy/s和0.03~250 mGy/s,可用于防护仪表的量值溯源。

码相关参考波形技术在BOC信号接收中的多径抑制性能研究

码相关参考波形(CCRW)技术是一类通过改变码跟踪环路的本地参考信号波形来改善GNSS接收机多径抑制性能的技术的总称.本文对五种波形的CCRW技术在BOC信号接收中的应用及其码跟踪性能进行了分析仿真,其中三种技术为首次应用于BOC接收机中;文中提出了三种基于多径误差包络的多径抑制性能评估指标,并根据这些指标对五种波形的CCRW技术应用于BOC信号时的多径抑制性能进行了定量的比较,得出的结果为针对BOC信号接收机的多径抑制技术设计提供了指导方向.

用于脊髓神经功能定位的刺激波形分析

目的:找出能减小电荷积累和组织损伤的刺激波形。方法:先定义一个双极性矩形脉冲对大鼠的脊髓进行刺激,然后将该波形改为阶梯波形并在相同的位置进行刺激,比较在活体大鼠中阶梯波形和双极性矩形脉冲对刺激阈值的影响以及电荷量的关系。结果:在一阶阶梯刺激波形条件下,尽管刺激阈值V会随着负脉冲宽度T1的增加而增加,但一阶阶梯刺激波形的电荷总量都低于双极性矩形脉冲的电荷总量。增加阶梯数目i也会导致刺激阈值的增加,但阶梯数目1<i<4时其电荷总量低于双极性矩形脉冲的电荷总量。结论:使用低于四阶阶梯式双极性脉冲能减少因电荷的累积而对组织造成的损伤。

基于动态波形互相关算法的风速传感器的研究

针对超声波渡越时间检测中采用阈值法易受噪声干扰等问题,采用互相关算法进行回波到达时间检测。在超声波信号处理算法中,选取实时动态参考波形与接收波形进行互相关运算,实现风速测量。相比回波法和静态参考波形法,该方法可以有效克服环境因素变化引起超声波包络形状改变导致的相关性下降。在自主设计的超声波风速传感器上进行温度试验和音速喷嘴气体流量标准装置标定,试验结果表明该方法具有良好的测量准确性与环境适应能力。

一种基于BOC信号双重估计技术的抗多径方法

双重估计技术DET采用延时锁定环DLL和副载波跟踪环SLL分别对BOC信号的伪码分量和副载波分量进行跟踪,具有良好的无模糊跟踪特性。但是,多径信号可以通过SLL环路和DLL环路影响BOC信号的跟踪精度。提出一种针对BOC信号双重估计技术的抗多径方法,通过采用阶状码波形设计DET双环交互互相关函数来提升DET的多径抑制能力,并通过在DLL中采用设计灵活、抗多径性能优越的CCRW多径抑制技术来减弱多径信号对DET跟踪精度的间接影响。方法不仅可以直接减弱DLL环路中多径信号的影响,还可以通过改变本地伪码信号的构成抑制多径信号的干扰。仿真验证结果表明,方法相比常规DET能有效减小多径误差包络面积。

基于相关分析的fMRI时间序列图像处理

脑与认知科学研究中,对功能磁共振图像的分析,不仅要求脑功能激活区的准确定位,而且要得到脑激活区的动态变化。提出了通过对激活区体元时间序列的分解,构造序列参考波形,用相关分析法检测识别每个时间周期的激活类型,得到脑功能激活区的动态变化图像、生理信号变化时间及信号强度曲线。经视觉试验实测数据建模并检验,该方法可有效检测fMRI数据中与试验密切相关的脑激活区及其周期性变化。

高精度超声波测距方法的研究

煤矿超声波测距因其自身具有测量精度高、成本低而广泛应用于煤矿特种车辆行业,然而在复杂的煤矿现场,因其使用环境的特殊性,常用的超声波测距方法存在易受温度变化造成测量精度降低的影响,因此,为了大大提高煤矿超声波射频测距的温度适应能力,提高煤矿超声波射频测距的测量精度,该文提出了一种采用互相关算法进行渡越时间检测。克服了温度变化对超声波测距精度的影响。在自主设计的超声波测距传感器上进行温度试验和距离标定试验,试验结果表明该方法具有良好的测量准确性与环境适应能力。

超声波互相关算法的改进及应用

超声波互相关算法是利用实时接收信号和参考信号之间相关计算得到时延,接收信号和参考信号的采样频率越高,超声波互相关检测算法得到的渡越时间测量越准确,流量计量精度越高;但与此同时,信号采样频率越高,硬件成本急剧增加,算法复杂程度呈数量级增大。针对这个问题,采用出厂前用采样平台获取高分辨率的采样数据,分别在零流速、低流速、中流速和高流速条件下采样作为分段参考波形,导入同批次超声波气体流量计作为实际测量中互相关算法的参考波形,实时接收信号采用低速采样,将传统互相关算法改进为分步互相关算法,第一步采用低速采样波形进行粗相关计算得到渡越时间的粗略值,第二步再提取高分辨率参考波形精相关计算出渡越时间的精确值,然后将粗略值和精确值求和得到渡越时间。实际应用中,高分辨率参考波形采用200 MSPS实时采样,流量计接收信号实时采样2 MSPS,粗相关和精相关计算耗时24 ms,渡越时间测量分辨率达到0.005μs。

基于信号生成的多线谱振动控制方法

针对实际振动主动控制中,线谱振动信号与参考信号的频率差异造成自适应前馈式线谱振动主动控制方法的性能下降这一问题,进行了基于参考信号生成的线谱振动主动控制方法的研究.在线谱振动主动控制方法中,结合一种参考信号波形生成器,并通过带通跟踪滤波器对残余振动信号进行滤波,将各个频率的残余振动信号分量进行分离,提出了一种基于参考信号波形生成器的线谱振动主动控制方法,并对该方法的稳定性和收敛性进行了分析.仿真结果表明:带通滤波器提高了该线谱振动主动控制方法的收敛性能.基于双层隔振平台的线谱振动主动控制实验表明该方法能够在参考信号频率与线谱振源信号频率存在偏差时取得良好的振动抑制效果.