到达时间差与扫描时间差定位精度分析

针对静止或者慢速运动的周期性旋转扫描雷达目标定位,提出一种基于到达时间差与扫描时间差联合的无源定位方法。首先介绍该体制的基本定位原理及定位模型,并给出闭式求解算法,再推导其定位克拉美罗界,最后分析测量参数精度、观测平台高度计位置误差对目标定位精度的影响,仿真结果表明:通过提高到达时间差和扫描时间差角度信息参数测量精度、增大站间基线长度、减小平台位置误差等能够明显提升目标定位精度,并且在到达时间差为20 ns、扫描角时间误差等效为0.001°的情况下,距离接收站连线中心450 km处,扫描周期为3 s的目标辐射源定位精度可以达到50 m,具有较好的实际应用价值。

基于飞行时间差的异构反舰导弹任务分配研究

在异构反舰导弹集群的任务分配这一研究背景下,针对导弹集群打击敌方水面舰艇的任务分配这一问题,提出了一种基于时间协同的任务分配策略。根据导弹基本作战原则以及导弹作战态势信息,提出了时间协同优势函数,并改进距离与速度优势函数,形成综合优势函数。在反舰作战对抗环境下,建立了一种反舰导弹动态任务分配模型,并提出了在线分配算法求解任务分配模型,最后通过仿真案例验证模型的有效性。

基于时间差型磁通门的电流传感器抗干扰研究

在漏电流检测领域,需特别关注小电流检测的灵敏度,此时外界干扰对小电流检测的影响不能忽视。针对漏电流检测领域要求,文章对时间差型磁通门电流传感器进行了理论推导,分析了影响传感器性能的因素和抗干扰性能的影响因素,得到了传感器设计参数、不均匀因素与抗干扰性能的定量关系。研究结果表明,可通过调节电路参数改变传感器灵敏度等性能,尽量使线圈均匀,增大激励电压与回路电阻之比,提升抗干扰性能,为自激振荡时间差磁通门电流传感器的优化设计提供理论依据。

混合时间差分和非差分载波相位的无人机精密单点定位

针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置变化量精度较高,但是受系统误差影响较大且增加了数据的相关性,误差会随着时间积累等问题,提出一种PPP和TDCP相结合的无人机定位算法:基于20Hz高采样固定翼无人机实际观测数据,对比分析基于传统PPP、TDCP、混合TDCP与非差观测PPP 3种方法的无人机定位性能。结果表明,混合TDCP和传统非差观测的无人机PPP定位算法的精度较传统PPP方法提高71.5%。

破解行政事业性国有资产管理“时间差”难题

近年来,行政事业性国有资产管理日益规范,但管理中的“时间差”问题依然困扰着行政事业单位的资产管理实践活动。文章通过分析行政事业单位资产管理中的各类问题,总结出“流程时间差”和“系统时间差”两类资产管理“时间差”问题,并提出调整流程节点和系统同步整合两种破解办法。

一种互相关法联合STFT的时间差测量算法

为了解决传统互相关法和二次相关法在低噪声情况下误差较大且具有±1个采样周期的理论误差问题,提出一种互相关法联合STFT的时间差测量算法。首先,使用传统互相关法对接收的2路信号的时间差进行粗测,将其中1路信号延迟相应的时间;然后,以某1路信号为基准,在一定时差范围内,对另1路信号进行短时傅里叶变换,通过不断比较基准信号和滑动信号的频域特性是否相同,来判断滑动后信号和基准信号的相对延时是否为0。实验结果表明,在低信噪比环境下,和二次相关法相比,新算法提高了时差测量的精度。

基于改进时间差分的视觉/惯性组合导航研究

针对全球导航卫星系统(GNSS,global navigation satellite system)在军事战争、室内和水下等情况下存在因信号缺失导致的全球定位系统(GPS,global positioning system)无法使用和惯性导航系统(INS,inertial navigation system)状态误差发散过快的问题,提出了一种基于连续帧时间差分视觉辅助导航的方法;为了抑制状态误差的快速发散,提高INS在长航时工作上的性能,分析了机器视觉连续帧间差分法,并对其进行了计算上的改进,设计了一种时间差分视觉/惯性组合系统,并进行了仿真实验和分析;结果与纯INS相比,均方根误差(RMSE,root mean square error)在北向位置上减少了19.0%,在东向误差上减少了32.1%,表明该方法有效抑制了纯惯性导航速度和位置的误差发散,延长了惯性导航的可用时间。

基于时间差分误差的离线强化学习采样策略

离线强化学习利用预先收集的专家数据或其他经验数据,在不与环境交互的情况下离线学习动作策略.与在线强化学习相比,离线强化学习具有样本效率高、交互成本低的优势.强化学习中通常使用Q值估计函数或Q值估计网络表示状态-动作的价值.因无法通过与环境交互及时修正Q值估计误差,离线强化学习往往面临外推误差严重、样本利用率低的问题.为此,提出基于时间差分误差的离线强化学习采样方法,使用时间差分误差作为样本优先采样的优先度度量,通过使用优先采样和标准采样相结合的采样方式,提升离线强化学习的采样效率并缓解分布外误差问题.同时,在使用双Q值估计网络的基础上,根据目标网络的不同计算方法,比较了3种时间差分误差度量所对应的算法的性能.此外,为消除因使用优先经验回放机制的偏好采样产生的训练偏差,使用了重要性采样机制.通过在强化学习公测数据集—深度数据驱动强化学习数据集上与已有研究成果相比,基于时间差分误差的离线强化学习采样方法在最终性能、数据效率和训练稳定性上均有更好的表现.消融实验表明,优先采样和标准采样相结合的采样方式对算法性能的发挥至关重要,同时,使用最小化双目标Q值估计的时间差分误差优先度度量所对应的算法,在多个任务上具有最优的性能.基于时间差分误差的离线强化学习采样方法可与任何基于Q值估计的离线强化学习方法结合,具有性能稳定、实现简单、可扩展性强的特点.

时间差计算下的大型超临界发电机组转子绕组RSO检测方法

为提高大型超临界发电机组转子组状态检测效果,设计时间差计算下的大型超临界发电机组转子组循环周期性电脉冲(RSO)检测方法,即基于RSO检测法原理提取时间差脉冲信号特征,根据信号时间差特征构建线圈短路检测模型,利用小波变换方法进行时间差信号去噪处理,并固定转子位置与绕组参数,确定转子组故障位置,从而实现大型超临界发电机组转子组RSO检测。试验结果表明,该方法对电机初始转子位置、启动时转子位置、断条正常、断条故障时功率谱幅值的检测结果与实际值均相差较小,验证了所提方法的有效性。

指数时间差分法在旋转柔性梁动力学仿真中的应用策略

本文针对非惯性系下旋转柔性梁的数值仿真,研究指数时间差分法(ETD)的应用策略。作为一种指数积分法,ETD格式中指数积分项所涉及的矩阵指数(被称为线性算子)的合理选取对于旋转柔性梁动力学这类数值刚性问题的有效求解十分关键。考虑到旋转柔性梁动力刚化等物理特性,将系统大范围转动的信息纳入线性算子的构造。数值算例结果表明,线性算子的选取对算法的稳定性以及精度都有很大影响,根据角速度来选取线性算子是一种合理、有效的方式。对于本文的算例,当线性算子取为最大角速度时的Jacobian矩阵时,ETD格式求解的稳定性最好。总之,本文的线性算子选取策略可以提高ETD格式的数值稳定性和求解效率。

基于模量传输时间差的直流线路双端故障测距

针对传统高压直流输电线路双端测距依赖高精度同步对时,对通信通道要求较高的问题,提出利用故障行波线模、零模分量在线路中的传输时差来计算故障距离的双端测距方法。该方法通过提取故障行波两种模态分量的暂态信息,检测两种模量分别到达线路两端处的时刻,利用两者的时间差实现故障定位,克服了因两端检测装置时钟不同步所引起的误差。对于线模零模波速难以确定的问题,利用数学方法结合仿真数据拟合出波速曲线,再通过多次迭代过程不断对行波波速和故障距离进行优化,最后得到更准确的行波模量波速和故障距离值。在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建系统仿真模型,模拟时间不同步、不同故障距离和过渡电阻情况下的输电线短路状况,通过分析仿真,结果表明该方法定位准确性高,耐过渡电阻能力强,且不受时间不同步影响,具有良好的稳定性。

用于局部放电信号定位的多样本能量相关搜索提取时间差算法

提出一种应用多样本非平稳信号的能量相关搜索提取时间差算法,阐明该算法的原理,给出具体计算公式和步骤,对实验室获得的大量变压器局部放电超高频信号数据样本,经过"相关–移位–叠加"数学变换,得到具有统计意义的能量累积曲线,再利用相关搜索原理准确计算出多传感器信号间的时间差,有效解决了多信号间时间差难以准确获取和用单样本数据对局放源定位的结果分散性大的问题,其定位时间误差在皮秒级,距离误差在厘米级。

基于到达时间差的无线传感器网络质心定位算法

通过将到达时间差(TDOA)方法与质心定位算法相结合,提出一种基于加权处理的质心混合定位算法。该算法利用TDOA和几种经典的求解双曲线方程组解的定位算法,得到了网络中待求节点的位置,作为质心算法的坐标,并用锚节点与未知节点间的距离作为约束来调整节点的位置,从而减小定位结果与真实值之间的误差。最后通过数值仿真证明了本文算法的有效性。

利用合闸复位时间差提高高压断路器弹簧操动机构合闸锁扣可靠性

合闸锁扣机构是高压断路器弹簧操动机构保持合闸状态的重要组成部分。当今广泛用于126 kV断路器上的CT20弹簧操动机构在操作更大负载的断路器时可能偶尔出现合闸保持不住的现象。为了解决这个由于合闸锁扣机构造成的问题,笔者提出了复位时间差的概念,即合闸保持过程中合闸锁扣机构的大掣子和小掣子达到稳定状态的时间差。通过增大复位时间差可以提高合闸锁扣机构的可靠性,并分析了对合闸复位时间差有影响的参数。通过ADAMS软件仿真得到,增大合闸保持大掣子弹簧的预压力可以有效地增大复位时间差,增大小掣子弹簧的预压力以及减小小掣子弹簧的刚度,可以有效地减小弹跳对合闸复位可靠性的影响,从而降低出现合闸保持不住现象的概率。该研究结果可以为改进CT20弹簧操动机构的合闸锁扣机构提供参考。

一种线性校正到达时间差定位算法

针对到达时间差(TDOA)定位中出现的非线性估计问题,该文提出一种线性校正TDOA定位算法。首先将高度非线性的TDOA定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,利用加权最小二乘(WLS)估计进行初始求解;然后在此基础上通过一阶泰勒级数展开把伪线性方程组转化为关于估计偏差的线性加权最小二乘问题并进行求解,分析了所提算法在测量误差较小时的有效性。最后提出了一种基于加权最小二乘估计的恒加速度运动辐射源的定位方法,相应的估计性能在测量误差较小时也接近克拉美罗界(CRLB)。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。

时间差型磁通门敏感单元巴克豪森噪声处理研究

敏感单元是时间差型磁通门传感器的核心,磁芯在交变磁场激励下产生巴克豪森噪声,该噪声直接影响后续电路输出信号质量及时间差检测,限制了磁通门稳定性和灵敏度的提高。针对时间差型磁通门的工作原理,对巴克豪森噪声特点进行分析,研究该噪声与磁芯磁导率之间的关系。在Simulink仿真平台上以动态反正切磁滞回线模型为基础,搭建敏感单元巴克豪森噪声模型。根据噪声分布规律将小波滤波应用到感应信号去噪处理中,利用时间差信噪比对比分析不同滤波方法的效果。仿真及实测结果表明,小波滤波能有效去除巴克豪森噪声,时间差信噪比提高133倍,时间差波动小于35μs,为提高时间差型磁通门敏感单元检测精度和稳定性提供了依据。

基于热释电红外传感技术测距的时间差法研究

利用热释电信号幅值法进行目标测距会产生较大的误判,因为输出信号幅值受诸多因素(目标个体差异、穿着服饰、传感器安放位置)的影响。在不附加光学装置或菲尼尔透镜时热释电传感器通常仅能够短距离地感知动目标的存在与否,并不能辨别其出现和距离。使用加装红外透镜的方法将传感器的感知范围延伸至30 m。在对采集到的大量信号进行特征分析后发现模拟信号峰—峰值时间差与动目标距节点间的距离存在线性关系,利用这种关系实现了30 m可探测范围内较高精度的测距。该方法与信号幅值测距法相比,可明显地提高测距的可靠性和准确性。

非视距环境下基于到达时间差的一种定位算法

由于对无线定位日益增长的业务需求,无线定位近些年成为人们关注的焦点。针对实际环境中TDOA测量值时常受到非视距的影响而造成定位精度显著下降的问题,在Chan算法基础上,提出一种减小非视距影响的算法,该算法采用加入校正因子的方法,通过逐步迭代,以增加较小的运算量为代价减小非视距的影响,从而达到提高定位精度的目的。仿真表明,在各种环境下,特别是非视距环境下,该算法能够显著提高定位的精度,且运算量较小,因而具有一定的实用意义。

短基线时间差闪电辐射源探测系统和初步定位结果

介绍了一种新型的闪电探测设备———短基线时间差法辐射源定位系统,并选取2002年夏季野外观测实验中的辐射源定位结果,结合电场变化特征分别对两次地闪和云闪进行了分析。结果表明,该系统对地闪先导过程和云闪产生的辐射源能够较好地定位。定位结果的个例分析证实,观测地区的两次云闪放电过程都由起始于云下部负电荷区的负极性击穿引发,然后向上发展到上部正电荷区,通道的发展速度约为1.29×105m·s-1,地闪梯级先导的传播速度约为1.73×105m·s-1。

基于到达时间差的两步最小二乘定位算法

为了提高单目标定位的精度,以到达时间差为物理量,提出了一种两步最小二乘定位算法(TSLS).TSLS首先基于普通线性最小二乘估计模型,采用线性纠正最小二乘定位算法(LCLS)获得目标节点位置的估计值;然后计算出目标节点到达不同基站的距离差,并用该距离差来近似实际距离差;最后基于约束总体最小二乘估计模型,利用约束总体最小二乘定位算法(CTLS)对目标节点位置进行二次估计.由于TSLS本质上是通过减少CTLS的矩阵误差来提高CTLS的性能,因此可以看成是一种增强型CTLS算法.仿真分析表明,TSLS算法的总体性能要优于CTLS算法和LCLS算法.