基于经验模式分解的滤波去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是一种新的信号处理技术,它是基于数据本身的,且能在空间域中将信号进行分解,从而可以区分噪声和有用信号。根据EMD分解白噪声而得到的本征模式函数(IMF)分量的能量密度与其平均周期的乘积为一常量这一特性,建立一种新的基于EMD滤波去噪方法,并将该方法应用于GPS多路径效应的研究中。通过对模拟数据与GPS实测数据的处理分析,得出以下主要结论:①EMD滤波去噪法与小波方法都能最大限度地削弱测量的随机误差,但EMD滤波去噪法比小波方法更直接,且不受测不准原理及小波函数选择的影响;②相比小波方法,EMD能够更有效地剔除瞬时强噪声,从而能够提取更精确的多路径效应重复性误差改正模型。

GPS动态监测中多路径效应的规律性研究

在分析GPS多路径效应特性的基础上,结合GPS动态变形监测的特点,对连续多天的观测数据解算结果采用滤波与周日位置求差相结合的方法进行数据处理。研究结果表明,多路径误差具有较强的周日重复性,在有效地削弱多路径效应的影响后,GPS动态监测的三维位置精度可以达到mm级,尤其是垂直方向的精度改善明显。

一种适用于高阶QAM信号的抗扰动水声信道盲均衡算法研究

水声信道存在有大量的脉冲噪声,这些噪声会对均衡算法的稳健性造成影响,严重时还会使算法崩溃。从提高均衡算法稳健性的角度出发,采用均衡滤波器系数变化量的Euclid范数作为代价函数,提出了一种双模式归一化修正常模盲均衡算法,并针对算法收敛速度慢的问题,利用判决正方形方法进行了改进。仿真、试验结果表明,在高阶QAM通信系统中,新的盲均衡算法在收敛能力、收敛速度以及稳健性方面都较传统的双模式MCMA/DD算法更有优势。

一种解决多路径效应影响的方法

多路径效应是近程反导武器系统中的搜索雷达和跟踪雷达均无法避免的问题,文中分析了多路径效应形成的几何原理,并根据多路径效应中的直射波与反射波具有路程差的固有特性,将高距离分辨率雷达信号理论引入到近程反导武器系统的雷达中,讨论了实现高距离分辨率的窄脉冲和超宽带技术,最后提出了目前较易实现的时间-频率码合成高距离分辨率的办法。

海面环境多路径效应建模研究

遵循多路径效应建模的一般原则,建立了海面环境多路径效应模型,并通过仿真数据验证了所建模型的有效性。

低空目标雷达跟踪中多径效应仿真

在雷达目标跟踪优化控制中,多径效应影响地面雷达对低空目标的探测精度。由于多径效应的存在,使得回波信号功率大大减弱,甚至淹没于背景杂噪当中,造成漏警。提出了多径效应产生的原因并建立多径效应数学模型,依托FEKO软件建立室内仿真模型,仿真出信号在传播过程中经过的直射、散射和反射路径,并对产生的多径衰落进行分析。仿真结果表明,在室内模型的典型接收区域发生了较为严重的多径衰落,并且室内电场分布服从瑞利分布,与典型的快速衰落多径模型相吻合。方法从原理上实现了对多径效应的仿真,为进一步消除多径衰落影响和在真实环境下进行相关实验提供了理论参考。

第二代小波在减少多路径效应方面的应用研究

数据后处理技术是解决高精度定位多路径效应的一个有效办法,而基于小波分析的多路径提取和消除技术是其中的一种正在发展中的有效手段之一。本文提出了一种基于第二代小波技术的多路径高频噪声的消除方法,实验证实了该种方法是有效的,同时也证明了该方法实现的简单性和计算的高效率。

基于非线性RTS平滑器的RFID室内定位跟踪

针对基于接收信号强度的传统射频识别室内定位方法目标追踪精度低,且易受多径效应和环境噪声影响的问题。结合无源超高频RFID系统链路预算模型,提出基于RTS平滑算法的RFID室内定位跟踪方法。在RTS平滑算法的前向滤波阶段采用无迹卡尔曼滤波的方法,可以解决室内定位跟踪存在的非线性问题;对目标的运动过程采取分段平滑处理,可以同时满足定位精度与实时性的需求。仿真结果表明,改进算法可以在获得较高定位精度的同时保证定位的实时性,且在复杂的环境中表现出比传统定位方法更强的抗干扰能力。

北斗GEO卫星星体多径反射模型的研究

多径干扰是影响北斗GEO卫星的主要误差源之一,为了研究北斗GEO卫星多径误差产生机理,提出了针对北斗GEO卫星星体表面的信号反射模型,并通过基于交叉验证的小波算法对KARR和XMIS站点接收的北斗GEO卫星观测数据进行分析。同时针对反射模型设计出基于"Morlet"连续小波变换的数值优化算法,得到反射参数。KARR和XMIS站的仿真数据表明,文中提出的卫星多径反射模型可以很好地对实测环境中测得的卫星多径进行预测。

组合EMD和PCA的多路径改正方法

多路径效应及高频随机噪声是目前影响GPS变形监测精度的主要因素。针对GPS变形监测中的多路径效应与高频随机噪声的周日重复性特征,提出了EMD(Empirical Mode Decomposition)与PCA(Principal Component Analysis)组合的GPS噪声改正方法。该方法先通过EMD对各天数据剔除高频随机噪声,再采用PCA对相关性较强的多路径效应进行提取和消除。实测数据分析表明,该组合方法能有效地削弱多路径效应及高频随机噪声,较单一滤波方法具有一定的优越性。

一种新的TLS仰角多径误差校正方法

应答着陆系统(TLS)是一种基于应答机的精密进近着陆引导系统,由于要适用于野战环境,其多径效应的快速分析评估和抑制显得非常重要。由于地面反射是仰角测量的主要多径干扰源,所以首先从反射面电磁特性分析入手,提出了地面反射信号的分析和估计方法。然后,在空域滤波的基础上对反射与直达信号的幅度比以及相位差进行估计,提出了一种迭代求解直达信号相位的算法。仿真结果显示了该方法的良好性能。

GPS/COMPASS/SINS深度组合研究

为验证卫星导航系统/SINS组合导航系统具有更高的精度,采用深度组合的方法,利用技术比较成熟的GPS与我国正在研发的COMPASS组网形成的卫星导航系统,通过对3种卡尔曼滤波算法仿真实验,得出了平淡卡尔曼滤波算法具有更高的精度。通过对卫星导航系统多路径效应的分析,采用SINS辅助卫星导航系统消弱多路径效应的方法,得出该方法可以较好地消弱多路径效应。

稳定水声通信判决反馈盲均衡算法研究

水声信道环境恶劣,尤其是多径效应常会造成水声通信系统同步位置发生偏移,对均衡算法造成严重影响。从提高均衡算法稳健性的角度出发,在稳定性较高的归一化常数模算法基础上,借助早迟积分比相原理完成对采样位置的跟踪,并结合判决正方形方法提出一种归一化修正常模盲均衡算法。仿真结果表明,这种基于判决正方形的归一化修正常模盲均衡算法具有更好的收敛能力与稳定性,具有较强的抗干扰能力,能保证水声通信高效运行。

新信号处理技术下低角跟踪误差分析

多路径效应是近程反导武器系统中的跟踪雷达无法避免的问题。文中概述了多路径效应的数学模型和在多路径效应下传统雷达仰角角误差仿真算法,并分析了新信号处理技术下的雷达仰角角误差提取算法并在传统的数学模型基础上建立了新的数学模型。对两种角误差提取办法在理论上进行对比后,用MATLAB举例仿真了两种角误差提取办法对跟踪雷达低角跟踪仰角误差的影响,最后对仿真结果进行了分析比较,完善了雷达低角跟踪算术模型。

一种适用于宽带短波通信OFDM系统符号定时同步的新方法

针对宽带短波通信正交频分复用(OFDM)系统,提出了一种不需要数据辅助的高效符号定时同步方法。该方法利用OFDM符号中的空载波不传输任何数据这一特性,通过最小化空载波上的数据能量来将符号定时点锁定在安全区域内,从而完成符号定时同步。该方法可以有效对抗多径效应,适用于短波通信系统。最后将该方法与Al-Dweik同步方案在宽带短波信道条件下进行了仿真对比,结果表明该方法有着更精确的符号定时同步性能,并且适用于各种星座图调制。

关于计算二次雷达地面多路径固定反射点(体)位置的方法

从二次雷达的基本原理和地面多路径效应产生的机理出发,介绍了地面多路径效应的基本原理、产生原因,提出了地面多路径固定多路径反射点(体)位置计算方法,在工程应用中具有一点的实用意义。

多路径效应对海面箔条干扰的影响

在雷达无源干扰手段中,箔条占有极其重要的地位。箔条干扰主要有遮蔽干扰和质心干扰两种形式。在介绍低空目标的多路径效应形成的原理的基础上,分析了多路径效应对低空箔条云的质心干扰造成的影响,对在各类特定战术情景中使用箔条干扰提供帮助。

低仰角宽带测控通信系统多径效应分析与建议

无人机宽带测控通信链路在低仰角下的性能是近年来的研究热点与难点。首先给出低仰角情况下的宽带多径信道模型,在此基础上深入研究了地面反射路径的幅度衰减、载波相位偏移和数据码元时延,及其叠加在直射路径上对数据接收的影响;其次建立了仿真模型,分析在不同作用距离、飞行高度以及工作频率情况下接收电平幅度衰减变化趋势,并与外场实测数据进行比对验证,结果表明,给出的宽带多径信道模型基本上能够反映出外场实测数据的变化趋势,在实际飞行任务中具有较强的现实指导意义;最后从实际工程系统角度出发给出了相应的设计建议。

多径效应下的信号相关性分析

在阵列信号处理中,信号相关性的问题很容易引起混淆。一些文献简单地认为多径信号之间必定相干,从而在仿真实验中得出了不正确的结论。该文从信号相关性的基本概念出发,推导了单频点信号和带通信号下的互相关系数表达式,讨论了多径效应下信号之间的相关性,并指出了导致多径时延信号相关的各种参数,最后通过计算机仿真验证了文中的结论。

多径环境下应答着陆系统仰角测量新算法研究

应答着陆系统(简称TLS)采用相位干涉测角原理,由于要适用于野战环境,其多径效应的抑制显得非常重要;当多径信号不止一路或者与直达信号在角度上接近的话,传统的TLS多径抑制方法效果将变得很差;对TLS的天线阵元进行了重新分配后设计应用了一种新的测角算法———空间平滑MUSIC算法,仿真结果显示现有的TLS天线结构完全可以很好地运用这一算法,在多径环境下测角精度高,并且在结合基本先验知识后能完成多径信号的有效分辨。