电离层高精度高频多普勒频移参量的时域探测方法

针对电离层数字测高仪垂直探测中频域探测方法的不足,利用电离层回波信号相位测量分析和运算处理算法,开发并实现了一种时域探测方法,用于实时获取高精度高频多普勒频移信息.实验观测表明:新发展的电离层时域探测方法可以实时获得高精度高频多普勒频移参量,能够满足电离层小尺度扰动观测研究需要.

子午工程二期电离层高频多普勒监测仪初步观测结果

子午工程二期计划在漠河、北京、武汉、深圳四地分别建设由一个发射站和三个接收站构成的电离层高频多普勒监测台阵.本文介绍了为此研制的电离层高频多普勒监测仪的进展和试观测期间取得的一些观测结果.通过与电离层测高仪进行交叉对比,设备的性能和探测能力得到了验证.目前该设备已部署7个站点进行试观测,本文报告了该设备探测到的太阳耀斑导致的电离层扰动、电离层行进式扰动、大尺度电场导致的多站同时扰动等多种现象.未来子午工程二期建成后,该设备将具备我国上空北至漠河、南至广东的电离层扰动监测能力,并与其它探测手段融合发挥空间天气综合监测网络的最大效能.

高频多普勒频移和到达角实时探测与分析

测量电离层反射回波的高频多普勒频移和到达角等参数来观测和研究电离层的变化及运动 ,是一种经济有效的手段。新近研制的一套高频多普勒与到达角探测分析系统 ,由微型计算机、数据采集器、具有高稳定度频率源的 HF程控接收机以及天线阵等构成。这套系统的特点为接收频率、采样参数及工作方式等均可由计算机控制 ,并能实时地进行数据分析 ,获得电离层反射回波高频多普勒频移和到达角 ,对空间环境进行实时监测。同时 ,该系统兼有存储原始数据的功能 ,可根据需要进行脱机分析 。

日食所致大气波动及其对电离层高频多普勒频移的影响

本文使用1987年9月23日日环食带外高频多普勒测量资料,并对资料进行频谱分析。用超声运动点源模式计算了日食激发的大气重力波及其产生的电离层反射信号的高频多普勒频移变化。计算结果表明,运动点源模型的基本特征及对电离层的扰动与实验结果基本符合。这说明日食时运动月影有可能产生声重力波并对电离层反射信号的高频多普勒频移产生扰动。与前几次日食观测结果相比,波的激发似乎存在某种与纬度有关的条件。

电离层高频多普勒频移信息处理系统的开发

以Visual Basic为开发平台,借助于MATLAB数据处理工具,开发了一种简单、适用的电离层高频多普勒频移信息处理系统。它能够对来自于高性能数据采集卡的高频多普勒频移信息进行FFT分析、相关分析和功率谱分析;能再现历史记录;并能通过选择分析的时间段、频率偏移范围等参数,对特定的科学问题,在不同时间尺度下进行重点分析。

基于高动态运动模型的多普勒频移仿真

为更好地实现高动态链路中的载波捕获跟踪,以高动态载体在临近空间中的各种简单运动模型为依据,对载体相对于临近空间接收平台的多普勒频移变化趋势进行描述和仿真,在此基础上分析多普勒频移对载波同步产生的影响。理论分析和仿真结果表明,基于高动态载体运动模型的多普勒频移变化曲线能够正确描述高动态运动方式下的多普勒频移变化趋势。

基于UKF算法的高机动机载平台多普勒频移估计

针对卫星通信在高机动状态下非线性较强,会引起较大多普勒频移的问题,提出利用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman Filter,UKF)算法进行多普勒频移估计。依据高机动飞行器飞行特点,建立直线和圆周运动中的UKF多普勒频移估计模型,并进行仿真分析。结果表明,在卫星通信信道模型中,UKF算法能够对高机动机载平台进行更精确的频率估计,实用性更强。

基于扩展卡尔曼滤波的高动态多普勒频移估计

精确的频率估计及跟踪是GPS接收机设计的关键问题。在高动态环境下,接收的载波信号会产生较大的多普勒频移,将直接影响C/A码的捕获以及导航电文的解调。在此采用四阶扩展卡尔曼滤波器,对高动态条件下的多普勒频率进行时域估计。这种卡尔曼滤波器收敛性好,估计精度高,计算复杂度较低。仿真结果表明,该算法可得到精准的频率估计,实现频率的精确跟踪,具有实际的使用价值。

高动态大多普勒频移伪码快速捕获技术研究

航天测控系统中,高动态目标会产生大的多普勒频移,利用PMF-FFT算法进行伪码同步捕获对硬件资源需求较多,伪码捕获时间长。针对此问题,提出基于PMF-FFT的多普勒频率分段捕获算法,将大的多普勒频率范围平均划分为多个小段,对各子频率区间进行多路并行运算,缩减了FFT尺寸,减少了硬件资源消耗,加快捕获速度。计算机仿真和分析验证了算法的有效性。

基于通用软件无线电平台的电离层高频多普勒频移监测仪

测量经电离层反射的无线电波频率的多普勒频移是一种经典的电离层探测技术.本文介绍了以通用软件无线电平台作为射频前端的新型设备的系统设计、数字信号处理流程及数据后处理的方法.前端输出的宽频带数字信号由计算机软件进行选频、滤波、降采样等处理,具有可随时改变接收频点及数据处理流程的灵活性,并降低系统复杂度和研发周期及成本.本文比较了由快速傅里叶变换和希尔伯特变换两种方法得到的信号多普勒频移量,在电波仅有单一频移分量时,两种方法的结果是一致的;快速傅里叶变换方法能够分辨多个频移分量,而希尔伯特方法的优点则是具有较高时间分辨率.此外,采用多站数据反演了电离层扰动传播速度,把频移得到的多普勒速度与电离层垂测仪观测的电离层虚高的变化进行了对比,验证了该设备的探测能力及数据准确性.该设备已替换升级子午工程一期原设备,并将部署于子午工程二期各观测台站.

一种GPS信号多普勒频移的精确捕获算法

在GPS软件接收机的信号捕获过程中,为了能对载波多普勒频移进行高精度测量,为紧接其后的跟踪环提供精确的初始条件,根据短时间内GPS信号的载波多普勒频移不发生突变的特点,提出了一种能对载波频率进行更高精度测量的相位测量方法。本文对载波多普勒频移由粗测转入精测的工作原理进行了详细的理论推导和分析,并与传统的DFT法实现精确频率测量的方法作了比较。最后对两种精测的方法进行了实验测试。结果表明,相位测量方法能精确地测出载波多普勒频移且速度更快,完全能满足后续跟踪环的要求。

常模盲均衡算法：消除常相位偏移和多普勒频移引起的相位模糊

多滞后高阶瞬时量(Multi-Lag High-order Instantaneous Moment,ML-HIM)作为一种纠正相位模糊的编码方法,不仅能消除传输中的常相位偏移,还能消除多普勒频移的影响。虽然差分编码可消除常相位偏移,却无法纠正多普勒频移,而多普勒频移无法在盲常模(Constant Modulus,CM)均衡中消除。为此,该文将ML-HIM方法应用于常模盲均衡算法中能够很好纠正信道产生的相位模糊问题。实验结果表明,修改后的常模算法较之迄今为止文献中其他消除相位模糊的算法效果更理想,ML-HIM方法完全适用于盲均衡算法。

多普勒雷达系统中声光调制器的频移误差

声光调制器的频移误差影响多普勒雷达系统的速度精确测量值。为了分析多普勒雷达系统中声光调制器的频移误差,利用自外差的方法研究了声光调制器中声场和光频相互作用而产生的固定频移,通过统计的方法研究了在不同(但恒定)声场驱动频率下声光作用产生的频移误差。实验结果表明:该声光调制器在多普勒雷达系统中所产生的频移误差小于0.61MHz,即对于1064nm波长,多普勒速度测量误差小于0.3m/s。对多普勒精确测量系统误差分析研究有一定的参考价值。

多普勒频移对脉压匹配滤波的影响分析

使用 MATLA B语言简单仿真了跟踪雷达模拟脉压接收系统 ,并分析目标多普勒频移对脉压匹配滤波的影响以及失配滤波导致的跟踪雷达距离跟踪精度的降低 ,最后提出了一个解决问题的办法。

一种甚高频(A频段)单边带移动接收机的实现

本文介绍了在VHF—SSB通信中存在着频谱搬移误差和衰落的技术难题。文中重点叙述了如何解决34MHz vHF—SSB移动接收机的关键技术所采用的方案与措施。同时介绍了电路研制中应注意的问题。

正交调制通信系统对多普勒频移响应分析

针对高动态场景下多普勒频移问题和缺少定量分析,该文以研究正交调制的多普勒频移响应机理为基点,对多普勒频移对正交调制系统的影响进行了研究,从星座图判决区间的角度推导了多进制数字相位调制信号和多进制正交幅度调制信号在多普勒频移下的误符号率公式。理论分析和实验结果表明:多普勒频移对正交调制的影响是星座的旋转,误符号率公式推导结果与实际误符号率基本相同,系统的性能随着调制指数和运动速度的增加而下降。在信噪比为20 d B时,多进制数字相位调制信号的抗多普勒频移能力要强于多进制正交幅度调制信号。

基于DDS技术的多普勒频移模拟器

DDS技术具有捷变频、输出相位连续的特性。在工程应用时通过采用DDS+PLL相结合的方式,可有效克服DDS因直接倍频引入的高输出杂散,同时也可有效提高频率合成器的输出频率。使用该方式解决了小频率间隔与低相位噪声输出之间的矛盾,同时将DDS输出相位连续的特性搬移到了射频频段。基于该技术实现的多普勒频移模拟器通过采用相关算法在L频段上仿真实现了动态的多普勒频移变化,其最大多普勒频移误差小于1Hz。

基于广义延拓逼近的GPS卫星信号多普勒频移估计方法

对并行码相位捕获GPS卫星信号时多普勒频移的栅栏效应进行研究。为了减小栅栏效应的影响,提高多普勒频移的捕获精度,提出用广义延拓逼近法来提高多普勒频移的估计精度,并在不增加算法运算量的基础上,对此方法进行优化,进一步降低了噪声对捕获多普勒频移精度的影响,仿真结果验证了该方法的有效性。

高动态信号模拟器中的多普勒模拟算法

为了测试卫星定位系统接收机的性能,须用信号模拟器来模拟各种条件下真实的卫星发射信号。卫星信号模拟器由软件、硬件和上位机三部分组成。系统主要包含目标运动轨迹计算、误差计算、导航电文生成及信号调制发射等功能模块。中频信号处理中的多普勒频移模拟是高动态卫星信号模拟器要解决的一项关键技术。为此,提出了一种全相参的多普勒模拟算法,基于真实的高动态运动模型解算出伪码和载波的频率字,在现场可编程门阵列(FPGA)中通过数控振荡器(NCO)设计产生真实的动态卫星信号。通过实际测试并与理论数据进行了比对验证,模拟出的动态特性与真实卫星信号的多普勒特性一致。

船用多普勒计程仪测速精度分析

此文通过分析多普勒计程仪的测速误 差,提出减少测速误差的方法和在使用中应注意的问 题。