二维快速子空间DOA估计算法

提出一种二维快速子空间DOA估计算法,该算法利用阵列协方差矩阵的一个子矩阵得到降维的信号子空间,不需估计整个阵列的协方差矩阵,也不需进行特征值分解,从而使得该方法具有运算量小、复杂度低和易于实时处理的特点,因而可以应用在小数据样本和快速时变的信号环境中.理论分析和计算机仿真结果表明:与MUSIC算法相比,该算法运算量最多为MUSIC算法的1/4,低信噪比条件下DOA估计性能损失并不大,当信噪比大于5dB时,性能与MUSIC算法相当.

卡尔曼滤波在航空γ能谱勘查系统自动稳谱中的应用

针对航空能谱多晶体短时测量所得谱线低计数率、高统计涨落的特点,采用卡尔曼滤波方法对航空能谱谱线进行光滑滤波,比较了几种常用谱线光滑方法与卡尔曼滤波光滑方法的光滑效果,最后采用该方法对谱线光滑,并寻峰实现航空能谱的自动稳谱,在1024道分辨率时,137Cs峰谱漂小于±1道。

便携式多道能谱分析系统的研制

介绍了一种基于数字寻峰技术的多道能谱测量系统。利用可编程逻辑器件设计灵活方便的特点,借助VHDL硬件描述语言,设计了数字寻峰电路,利用单片机进行采集和管理数据,并通过USB口上传数据到主计算机。与传统的多道能谱测量系统相比,本系统具有结构简单,功耗小,操作方便,体积小等特点。

一种低重频脉冲雷达速度模糊解算的新方法

关于低重频脉冲雷达主要用于目标距离和角度的跟踪测量,其脉冲重复频率很低,会产生严重的速度模糊,常用的解模糊方法效果较差。基于"中频数字锁频+谱峰搜索解模糊"的测速系统,提出了采用"对称系数"作为谱峰判决依据,并进行变步长搜索的解模糊算法,将抗噪声性能提高了近24dB,并大幅提升了解模糊的速度,仿真验证了该算法的有效性。

阵列测向中的精确高速并行谱峰搜索算法

概述了阵列测向中的MUSIC算法,分析了该算法在实现过程中各个步骤所占用总运行时间的比例关系,证明了谱峰搜索占用了MUSIC算法的绝大多数时间。提出了3种高效的谱峰搜索算法。根据仿真结论和硬件实测数据设计了应用流水线和数据交织处理并行技术的硬件实现体系结构。最后讨论了两种不同空间谱构造方法对波达方向估计精度的影响,并通过仿真进行了验证。

单频信号快速频率估计算法比较及改进

本文首先讨论并分析了各种插值DFT(离散傅里叶变换)算法,然后提出了一种实正弦信号的快速插值频率估计方法。该方法只需 3个DFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低,具有精度高、测频速率快的特点。计算机模拟和FPGA仿真均证实了该方法的有效性。

一种基于循环谱的突发信号盲检测算法

突发信号盲检测在非合作通信中至关重要。待检测信号特征量的构造与突发信号段起止点的精确捕获是突发信号盲检测技术的关键。文中提出了一种基于循环谱的突发信号盲检测算法,算法首先以循环谱循环频率截面的相对方差作为待检测信号的特征量,该特征量具有优良的抑制突发强噪声干扰性能;然后利用特征量的方差进行信号存在性判决;最后采用基于特征量峰值的突发信号段起止点搜索算法,避免了设置检测门限带来的信噪比估计、噪声功率估计等问题,同时可在一定的检测正确率条件下保证起止点的捕获精度。仿真结果表明,该算法能有效抑制突发强噪声干扰,信号存在性判决准确率高,而且在误差控制要求较严格条件下的检测精度优于双窗能量法。

快速子空间谱峰搜索方法

利用信号子空间和噪声子空间正交性,可以实现超分辨波达方向(DOA)估计。但实现过程中,谱峰搜索运算量相当大,影响了系统的实时性。新算法在谱峰搜索时,首先设置一个门限,然后通过大步进搜索,寻找出高于门限的谱峰所在一个邻域,再在该邻域内进行小步进搜索,寻找出准确谱峰。介绍了新算法的原理和步骤,并对算法性能进行分析。计算机仿真表明,新算法在实现相同分辨率的性能条件下,比传统谱峰搜索方法减少40%～50%的运算量。

宽波段单色仪多级谱高精度波长定标

通常利用单色仪输出的单色光对空间遥感光谱仪进行波长定标。提出以空间遥感光谱仪的置信度为标准,来评价宽波段单色仪高精度波长定标精度的方法。通过对仪器精度的分析,分别求出单色仪的波长的重复性误差和偏差。应用高压汞灯的本征谱和光栅衍射多级谱作为定标谱线,避免更换灯源带来的误差。通过粗细定标相结合的方法,缩短扫描时间,并且运用高斯拟合对波峰进行精确定位,缩小误差。最后利用高次拟合得到的关系式,测出单色仪波长精度,计算出空间遥感光谱仪定标的置信度。以1.5 M单色仪为例,单色仪在200～840nm波段内波长精度±0.016nm,则空间遥感光谱仪的波长精度达到±0.050nm的置信度为99.82%。

基于联合双机MUSIC的多目标无源定位算法

在无源定位中,基于角度信息的双机协同定位方法具有参数少、精度高和灵活性好等优点。但在辐射源日益密集的战场环境中,对多个目标实施定位时,通常将双机观测到的信息分别匹配并联合方程求解每个目标的位置,容易出现匹配错误、定位模糊问题。本文提出了一种双站联合MUSIC角度估计算法,通过降维投影的方法减少了谱函数和谱峰搜索的计算量,可以获得同一目标测向线匹配结果,并获得更高的测角精度。在定位解算中,利用经典的最小二乘法解算目标位置。仿真结果表明,对慢速多目标,相比匹配测向法,本文所提算法具有更高的定位精度。

SPEX1403激光Raman光谱仪的计算机功能开发——Ⅰ.标峰程序

作者提出了用一阶导数谱辅助求 Raman 光谱峰值的新方法,较好地解决了谱峰与噪音的识别问题;编制了 SPEX_(1403)激光 Raman 光谱的标峰程序,具有10种不同大小尺寸的绘图功能、9种不同的字号供标峰选用,操作分为自动、半自动和手动三种方式,具有用于图注、实验条件说明的打字,存、取及复制标峰谱图等功能,克服了一般标峰过程中常见的弊病,标峰效果满意.

一种γ谱弱峰优化检测方案研究

介绍一种γ射线能谱高斯函数卷积寻峰方法,分析得出并有效解决应用该方法准确获取弱峰峰位信息的条件。设计了1套包含1倍标准差检测滤波方法、SNIP本底扣除法和峰宽与探测限联合判别法的γ能谱弱峰优化检测方案。在Matlab 7.1平台上编写上述方案及其他2种寻峰算法的程序。与2款商品化γ能谱分析软件一起,分别对1976年IAEA测试谱进行分析,结果表明,该方案检测结果优于其他方法和软件,能很好区分康普顿平台与峰;在不出现假峰的情况下,检测出所有22个峰;检测峰位与标准峰位偏移最大2.90道。

一种加权子空间分流拟合的图像全息修复算法

传统的子空间非纹理图像修复算法只考虑结构信息特征子空间,对小区域破损部分需要通过多维搜索,图像修复效果不好。提出一种基于加权子空间分流拟合的图像全息修复算法,采用阵列流型全息向量对两子空间进行相异性加权,同时考虑结构信息特征和纹理信息特征,并采用最大似然算法对图像区域像素元素实现分流拟合修复,拟合修复过程中避免了对小区域元素多维搜索,实现全息修复。仿真结果表明,采用该算法进行严重受损图像修复,修复效果较好,PSNR值和GPU加速效果都有明显提高,在处理处理破损图像中具有一定的优越性。

计算机在环境电场自动监测系统中的应用

本文介绍了以宽带频谱分析仪为主机的环境电场自动鉴别系统及其自动控制和测试数据的计算机处理方法。

基于三次样条插值时域采样重构的间谐波检测新算法

首先用加汉宁窗的插值快速傅里叶变换(fast Fouriertransform,FFT)算法确定准确的基波频率,并且根据基波频率和时域原始采样序列,利用三次样条插值方法重构一个新的等间隔序列,重构序列是严格整基波周期截断的,而且在每基波周期内包含整数个重构点;然后用FFT算法对重构序列进行处理,计算出所有基波和谐波的参数;接着,将基波和谐波成分从重构序列中减掉,则剩余序列中只包含间谐波成分;最后,再次用加汉宁窗的插值FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,每确定一个间谐波成分的参数就将该间谐波成分从剩余序列中减掉,如此循环,直至确定每一个间谐波成分的参数。该算法排除了基波和谐波对间谐波的影响,也避免了大幅值间谐波对小幅值间谐波的泄漏影响,因而对基波、谐波和间谐波参数的检测均有很高的精度,仿真和实验证明了该算法的正确性和有效性。

CCD测光谱波长的数据处理的实验研究和程序编制

作为学生课题实验，对光谱线的线型、数据的平滑、寻峰以及一些误差因素进行了实验研究；在此基础上，编写了测量程序。在该测量程序中，提供了寻峰的快速高效算法和处理高频噪声的滤波功能。实验表明，该测量程序功能齐全、界面友好，测得的波长值与准确值比较，误差小于±1A。

基于谱分析的密度峰值快速聚类算法

针对密度峰值快速聚类(CFSFDP)算法对不同数据集聚类效果的差异,利用谱聚类对密度峰值快速聚类算法加以改进,提出了一种基于谱分析的密度峰值快速聚类算法CFSFDP-SA。首先,将高维非线性的数据集映射到低维子空间上实现降维处理,将聚类问题转化为图的最优划分问题以增强算法对数据全局结构的适应性;然后,利用CFSFDP算法对处理后的数据集进行聚类。结合这两种聚类算法各自的优势,能进一步提升聚类算法的性能。在5个人工合成数据集(2个线性数据集和3个非线性数据集)与4个UCI数据库中真实数据集上的聚类结果显示,相比CFSFDP算法,CFSFDP-SA算法的聚类精度有一定提升,在高维数据集的聚类精度上最多提高了14%,对原始数据集的适应性更强。

基于FPGA的二维谱峰搜索算法硬件架构设计

当前基本采用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)来实现一维多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法,为了使MUSIC算法更适合应用于实际环境中入射信号的波达方向(direction of arrival,DOA)估计,采用FPGA来实现二维MUSIC算法的谱峰搜索。合理设计各个步骤的并行结构以提高实时性,使用分步搜索法减少计算量和计算复杂度,通过模块复用降低资源消耗,采用流水线设计提高计算效率,从而在满足估计精度的同时使得谱峰搜索的实现时间更少。仿真试验结果表明,该硬件实现方案在100 MHz工作频率的FPGA芯片上实现二维谱峰搜索时,估计精度为1°,耗时为3.77 μs。该二维谱峰搜索实现结构的主要优点在于速度快,实时性高,具有较高的工程应用价值。

基于数据插值的二维MUSIC谱峰搜索算法

针对MUSIC算法在进行二维到达角估计时运算量大、估计速度较慢的问题,对基于数据插值二维MUSIC谱峰搜索算法进行研究。在MUSIC算法的基础上先用较大步长在二维空间进行粗略搜索,之后在粗搜谱峰位置附近的小区间内进行二维插值,最后用小步长在该区间内进行谱峰搜索,得到精确的角度估计值。仿真实验表明,该算法可有效地减少二维空间搜索的运算量。

用C语言实现的多道分析器软件系统

用Ｃ语言实现的多道分析器软件具有程序结构模块化等特点，因而有广泛的应用前景。