GPS卫星信号Doppler频移的计算与分析

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行研究。通过分析可视卫星的判定、Doppler频移计算方法,基于NewStar 150GPS原理实验平台,使用C++语言编程,开发Doppler频移计算程序。实验结果表明,Doppler频移的大小与α有关。当α<90°时,多普勒频移为正,用户接收机收到的频率比卫星发射的频率要低。当α>90°时,多普勒频移为负;当α=90°时,多普勒频移为0。

大Doppler频移条件下基于导频信号的扩频码捕获

分析了Doppler频移对传统扩频码捕获算法的影响,提出了在发送导频信号期间,利用自适应谱线增强器(ALE)对部分匹配滤波输出进行处理以估计Doppler频移值,经过频偏校正后,采用传统全匹配捕获算法进行扩频码捕获判决的新方法。仿真结果表明,这种方法可以有效地消除大Doppler频移的影响,迅速完成扩频码的捕获。

OFDM通信系统中的一种最大Doppler频移估计算法

在分析了已有各种Doppler估计算法的基础上,根据功率谱估计经典算法——窗函数法的原理,直接利用接收到的频域中连续导频信号,进行最大Doppler频移估计。该算法同时适合于单载波和多载波系统。仿真结果均表明:在单径和多径条件下,该算法均可对正交频分复用(OFDM)传输系统中的最大Doppler频移获得较精确的估计结果。该算法十分适合于OFDM移动通信系统。

弯曲时空中光源及接收器都在运动时的Doppler频移

研究一般弯曲时空中光源及接收器都在运动时的频移变化关系.考虑一般弯曲时空中,当原子的静止质量及其变化相对于引力场中空间坐标不变时,推导出一般弯曲时空中光源及接收器运动时的Doppler频移公式,同时计算特殊情况下的两个例子,与现行公式一致.

XNAV中的相对论效应(Ⅰ)——引力频移和Doppler频移

详细讨论了XNAV（X射线源自主导航）中的广义相对论效应之一：脉冲星发射与观测者接收到X射线的引力频移和Doppler频移。在太阳质心系的１PN和2PN度规下，计算出引力和Doppler频移产生的时间误差，所得结论是对现行公式的修正。

电离层中标准电波的Doppler频移

指出了电离层的结构对电波传播过程的影响 :使标准电波产生DOPPLER频移 ;并给出了标准电波的频移Δf与标准电波的频率 f之间的定性关系 :(1)当电离层的层状结构随高度变化很小时 :Δf∝f ,这时的频移主要是由反射高度的变化引起的 ;(2 )当折射指数 μ变化很小 ,并且忽略电子碰撞和地磁影响时 ,Δf∝ 1/f ,这时的频移主要是由群路径上 μ的变化 (即大气浓度的变化 )引起的。标准电波的频移主要是由两个方面的因素引起的 :从积分路径上看 ,频移与群路径本身的变化有关 ,即与反射高度的变化有关 ;从积分变量上看 ,频移与路径上折射率指数的变化有关 ,而折射率指数的变化主要体现在电离层中电子浓度的变化。正因为电波的频移与电离层之间的关系如此密切 ,对电波频移的探测就显得尤为重要 。

移动通信中适用于高车速环境的精确Doppler频移与信噪比联合估计算法

车载移动通信中信噪比与Doppler频移对通信质量有重要影响.本文探究了基于迭代自相关函数的Doppler频移估计算法,指出其在高车速环境下估计误差较大,提出了一种插值改进方法以改善高车速时的Doppler频移估计.最后根据迭代Doppler频移估计在不同迭代环节具有不同估计误差这一特性,提出了基于Doppler频移估计误差比的信噪比估计算法.计算机仿真结果表明,所提出的算法在一般通信系统的工作信噪比与车速范围内均有较好的估计性能,最高仿真车速达到了300 km/h.

用于空间VLBI技术的Doppler频移计算模型

1引言VLBI技术的观测精度依赖于观测站所能获得的时间频率的精度。对于地面VLBI技术,每个观测站都配备有独立的氢钟作为观测和数据记录的时间频率标准。目前氢钟精度已达到10^(-15),能满足地面VLBI的要求。对于空间VLBI,由于技术实现上的困难,无法在空间站上配备氢钟并维持它的高精度运行。所以,目前国际上已在实施的两个空间VLBI计划(RADIOASTRON,VSOP),其空间站所需的时频标准都将由地面跟踪站来提供。

一种X射线脉冲星导航的多普勒频移估计方法

为了探索脉冲星Doppler导航在近地轨道的应用,建立了近地轨道Doppler频移估计的数学模型,引入RANSAC算法和航天器速度先验信息,改进了时域χ2统计的计算精度和搜索效率,使用RXTE卫星的Crab脉冲星实测数据进行方法校验,最后讨论了影响速度测量的主要误差。结果表明:提出的方法能够有效地跟踪航天器速度变化,对于轨道高度为570 km的RXTE卫星,沿脉冲星视线方向的速度估计误差为±110 m/s,加速度估计误差为±0.5 m/s2。

高频波在IAR中传播的Doppler效应

根据高频波在电离层阿尔芬谐振器 (IAR)中的传播特性 ,将普适的Doppler频移公式具体化 ,以此为出发点 ,深入分析了IAR中产生Doppler效应的多种原因 ,尤其是IAR中粒子漂移 (包括电子和离子 )对产生Doppler频移的影响 ,并计算了相应的频移大小 .结果表明 :在IAR中 ,高频波Doppler频移可以达到几十Hz,其中电子漂移运动和飞船运动引起的高频波Doppler频移占主要地位 ,反射波相位变化引起的频移在入射波的频率足够高时只有0 .1Hz左右 ,可以忽略不计 ;这为高频波Doppler频移的实验观测结果提供了理论依据 .

GPS卫星信号多普勒频移设计与实现

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,结合多普勒频移原理,设计并实现了多普勒频移仿真系统。其中软件部分采用VC++6.0完成,硬件部分采用FPGA技术实现,通过计算机串口实现了软硬件之间通信,最后对多普勒频移系统进行了测试。测试结果证明了设计方案的正确性。

基于横向运动的频移分析—对一种新检测原理的探讨

对于相对论Doppler效应,纵向和横向运动都会产生Doppler频移;在非相对论Doppler效应中,运动速度远小于光速,纵向运动会产生Doppler频移,而横向运动不会产生频移。在现实中,宏观物体的运动速度不可能接近光速,故涉及到的都是非相对论的Doppler效应。本文理论分析表明,当横向运动引起等效的纵向位移或引起纵向传播的电磁波的相位变化时,横向运动也有可能产生频移。这能够成为一种新的检测原理,用于检测运动速度和目标外形等。

无源雷达目标信号时延与多普勒频率联合估计

提出一种基于STFRFT的无源雷达目标时延与多普勒联合估计新方法。首先,给出了一种STFRFT时频分辨率量化方法及其数学表达式;其次,利用STFRFT的投影包络对回波信号时延与Doppler频移进行了联合估计;最后,讨论分析了脉内信噪比、高斯窗参数等对所提方法估计性能的影响。仿真结果表明,与CAF方法相比,所提方法更容易获得高精度的时延与Doppler频移的联合估计,具有更高的可靠性。

深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获

在深空通信中,航天器的高动态性使扩频信号引入了高Doppler频移,给捕获造成了巨大困难。针对如此之大的Doppler频移,提出了一种新的捕获方案,即基于FFT算法实现对Doppler频移进行一定程度的补偿,将沿码相位-Doppler频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索;重点分析了深空通信环境中高速长PN码的捕获性能。理论分析和仿真结果表明,该方法大大缩短了捕获时间,是一种性能优良的伪码捕获方法。

加热电离层区域对高频波特性的影响研究

利用二维磁化电离层欧姆加热数值模型和离散电离层背景下的射线追踪模型,对穿过高频加热电离层区域的超视距雷达(OTHR)诊断电波的波特性(主要是doppler频移和相位偏移)进行定量的分析,得到了在加热开机2 min内的诊断电波doppler频移和相位偏移的模拟结果。并结合国外相近参数的试验结果进行对比分析,给出了初步结论。

半导体激光自混频干涉技术在探测器中的应用

应用半导体激光自混频干涉技术 ,测量远距离物体的振动信号 ,以达到探测声音之目的 .

Chirp信号在卫星移动通信中的应用及其捕获方法

文章首先介绍了在卫星移动通信中,低信噪比情况下的一种利用Chirp信号作为突发信号来估计多普勒频移的新技术,然后对其捕获方法进行了研究,在原文的基础上给出了具体的捕获方案。

高频地波雷达探测距离与相关参数的分析

联合国海洋法公约（UNCLOS）将各海洋主权国家对海洋的管辖权扩大到200海里作为其专属经济区（EEZ）。同时要求各海洋主权国家必须建立对该区域的管理和维护，包括法律的执行和环境的保护。传统的宽带微波雷达工作受视距的局限，其最大作用距离限制于25～30海里。EEZ可以用数个机载微波雷达来覆盖，但是这些只能用于监视EEZ内的短时活动情况。同样地，目前的卫星无论是在空间上还是在时间分辨率上都还不能提供实时监视。而利用高频垂直极化电磁波沿海表绕射可以超视距探测的特点，作为EEZ海洋遥感与目标监视，已受到专家们的高度重视。根据高频地波的传播机理，分析高频地波雷达的有效探测距离，是首先需要考虑的问题。

一种下视三维FMCW SAR成像的新方法

研究了基于调频连续波(FMCW)的下视三维SAR成像,提出了一种下视三维FMCW SAR成像的新方法.首先根据等效相位中心原理,将双基工作模式等效为单基工作情况,之后对距离维、沿航向维和垂直航向维分别处理.对于距离维、沿航向维的处理采用频域校正距离徙动的RD算法;对于垂直航向维的处理采用等价聚束式SAR分析,并引入"单点等效斜视模型",通过公式推导与理论分析说明对同一距离单元的点,尽管等效斜视模型不同,但仍然能够进行统一处理.另外,也分析了调频连续波SAR所特有的Doppler频移项,以及其对目标聚焦的影响,并给出了相应的补偿方法.最后,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性.

基于Jake信道模型的单载波与OFDM系统性能比较

在介绍正交频分复用(OFDM)系统与单载波频域均衡系统原理基础上,针对第四代移动通信系统中无线传输中由时变多径时延扩展和Doppler频移所引起的符号问干扰ISI,在上行链路中采用单载波调制及频域均衡。依据IEEE WorkingGmup802.20的草案及根据改进的Jake信道模型,选用QPSK、4QAM、64QAM等调制方式对单载波系统进行仿真,并与OFDM系统进行性能比较。结果表明,该方案性能与OFDM系统相当,同时有效地克服了OFDM系统的缺点。