一种提升信号跟踪灵敏度的超紧组合算法

针对复杂电磁环境中,常规惯性/卫星超紧组合算法信号跟踪灵敏度有限且计算量大的问题,提出一种提升信号跟踪灵敏度的超紧组合算法。基于码、载波鉴别器原理建立超紧组合滤波器观测量计算模型,利用载噪比估计值实时估算量测噪声方差并自适应调整滤波增益,并利用超紧组合滤波器实现对载波频率、码相位的矢量跟踪。仿真实验结果表明所提出的超紧组合算法能够有效提升弱信号场景下的信号跟踪灵敏度,并有效降低超紧组合算法计算量。

高动态环境下高灵敏度GPS跟踪环路算法的研究

随着用户对接收机性能要求的不断提高,GNSS接收机在高动态环境下实现高灵敏度、高定位精度的定位性能成为研究的热点。在GNSS接收机中,传统跟踪环路在高动态情况下难以满足用户对定位精度的要求。针对复杂环境下GNSS接收机定位精度不高的问题,提出了高灵敏度GPS跟踪环路算法以改善GPS接收器的定位精度,通过经典超前—滞后延迟锁定环对码延时跟踪,并结合三阶PLL对载波相位跟踪。仿真实验表明:通过对中频信号码相位和载波相位估计,避免了使用传统FLL进行频率估计引起的码延迟效应和近似误差。与传统跟踪环路相比,在动态环境下码跟踪误差明显小于传统跟踪环路。

环路跟踪卡尔曼滤波算法的性能分析

基于卡尔曼滤波的环路跟踪算法多是通过一定仿真证明算法性能,没有系统性性能评估,难以较好指导工程应用。在原有算法基础上进行了优化,并系统性地对比分析、评估了基于卡尔曼环路滤波算法性能,以期为算法工程化提供指导。首先提出对跟踪环路反馈调整量进行预测,使之更符合系统实际,减小环路跟踪误差。而后基于卫星信号模拟器输出信号和自生产信号源,充分评估基于卡尔曼滤波环路跟踪算法的收敛时间和灵敏度。仿真结果表明,相比目前工程常用的二阶FFL辅助三阶PLL算法,基于卡尔曼滤波环路跟踪算法能够缩短环路所需稳定时间约90%,并能提升跟踪灵敏度约5 d B,有效改善弱信号场景中接收机输出信息的完好性和连续性。

高动态条件下改进的EKF载波跟踪环路

针对高动态环境下扩展Kalman滤波器跟踪环路的性能,分析了该跟踪环路的带宽特性,建立了环路带宽的数学模型.在此基础上,提出了一种改进的扩展Kalman滤波器跟踪环路.在不同条件下对2种算法的环路带宽特性做了分析比较,结果表明改进算法的环路带宽比NASA提出的常规算法显著减小.在相对加加速度为100 g/s的高动态条件下,对2种算法的跟踪性能进行了仿真,结果显示,与常规算法相比,改进算法的频率误差和失锁概率都明显降低,跟踪灵敏度提高1.3 dB.

基于ACU的跟踪接收机自动校相算法优化

船载卫通站单脉冲跟踪接收机具有自动校相体制,有效提升了卫通系统海上动态校相能力。但自动校相所得天线跟踪灵敏度较低,抗干扰能力较差。本文根据单脉冲跟踪接收机的工作、校相原理,在分析自动校相方位轴、俯仰轴差斜率产生原理的基础上,提出跟踪接收机自动校相的优化算法,有效提升了船载卫通站海上跟踪效果。

随机非线性系统二次跟踪型风险灵敏度指标下的满意输出反馈控制设计

在无限时区跟踪型风险灵敏度(risk-sensitive)指标下,研究了一类严格反馈随机非线性系统的满意输出反馈控制问题,所用指标函数为实际中常见的二次型函数,而非为回避控制器设计及闭环系统性能分析的本质困难而采用的四次型函数,对任意给定的风险灵敏度参数和期望指标值,利用积分反推(integrator backstepping)方法构造性地给出了一个输出反馈控制器,使得闭环系统在概率意义下有界,并且风险灵敏度指标不大于所给的期望值。

基于滑动窗口的新息自适应组合导航算法

针对新息自适应滤波算法噪声跟踪精度和跟踪灵敏度相互矛盾导致的窗口宽度选取困难问题,提出了一种基于滑动窗口的新息自适应组合导航算法,该方法通过设计噪声统计特性梯度检测函数、敏感噪声统计特性的实际变化情况,利用窗口自适应函数实时计算窗口宽度,使得窗口在预设区间内自适应滑动,以适应实际噪声的变化。仿真实验表明,基于滑动窗口的新息自适应组合导航算法可以有效跟踪噪声统计特性的实时变化,可同时兼顾自适应跟踪精度和跟踪灵敏度。

宽带遥测信号非相干角误差解调研究

根据测控技术发展要求,对宽带下行遥测信号进行非相干角误差解调是必须解决的技术问题,据此设计了一种双通道非相干解调方案,截取小部分带宽内的信号进行角误差解调,同时介绍了和、差通道相位校正方法和时延调整方法,阐述了信号带宽的截取原则,并通过实验验证了方案的可行性,得到了该方案所能达到的跟踪灵敏度。介绍了该方案的应用范围。

发射信号不完善性对卫星导航系统内及系统间干扰的影响分析

研究了3种典型的卫星发射信号不完善性——载波泄漏、互调失真和杂散辐射对于卫星导航信号的接收所带来的干扰,通过信号建模以及谱分离系数、码跟踪谱灵敏度系数和等效载噪比的解析计算对干扰效果进行量化分析;针对GPS和Galileo系统L1/E1频段的信号进行了多层次的仿真计算,给出了综合考虑噪声、信号损耗、外源干扰、GNSS系统内和系统间干扰,以及3种信号不完善性单独作用、两两组合和综合作用下的结果,其中对于GPS L1C/A短码考虑了电文调制对线谱的影响。结果表明,当总的不完善干扰功率水平达到一定程度后,其对接收机信号捕获跟踪和解调的影响大于系统间干扰,不能忽略。