误差对机载预警(AEW)雷达MTD性能的限制

由众多单元组成的固态有源相控阵AEW雷达系统,由于其不可避免的多种误差的存在,严重地影响了非自适应处理的雷达MTD性能。本文对此进行了详细分析,并导出了在系统存在阵元幅相随机误差、通道幅相随机误差时,计算雷达MTD统计性能的理论表达式,利用该式可以避开使用费时的蒙特卡罗技术而直接计算雷达的平均检测性能。通过分析与计算还表明:在强杂波环境中,AEW雷达常规MTD性能直接受到了误差的限制。     

结构变形对相控阵天线电性能的影响分析

分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna, APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能之间的结构〖CD*2〗电磁耦合模型,并仿真分析了阵面存在变形误差时的天线远场方向图。通过所提方法与结论,工程设计人员可对加工公差提出更合理的要求。     

基于EKF/SF的BDS短基线多径抑制方法

多径是影响载波相位差分定位性能的主要误差源。针对传统恒星日滤波(sidereal filter, SF)无法同时抑制系统部分和随机部分多径误差影响的问题,提出一种扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)和SF组合的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)短基线多径误差抑制方法(EKF/SF)。首先使用基于单差观测量的SF削弱多径系统误差带来的影响,再结合EKF的优势,对残余多径误差所包含的随机误差影响进行抑制,从而达到最大化抑制多径误差的目的。BDS短基线单频载波相位差分定位实验表明,相对于单纯的SF和EKF,采用EKF/SF方法的模糊度固定率分别提高了10%和43%,定位精度可分别提高84%和90%。     

复杂误差的仿真及其应用

提出采用最优节点的样条函数模型对复杂误差建立数学模型，该模型通过最优节点个数和节点距的自适应调整，精确分离复杂误差数据中的次低频误差和随机误差，对次低频误差通过样条参数的统计模型实现，对随机误差采用自回归模型实现，并综合得到复杂误差数据的仿真。最后，利用该仿真模型讨论了复杂误差对数据融合系统输出精度的影响。     

变形加载单元阵列的传输特性

频率选择表面(FSS)对空间电磁波具有滤波特性,它广泛用于隐身飞行器、多频天线系统等。 本文提出了一种变形加载单元,目的在于减小一般加载单元的交叉极化电平。对使用变形加载缝隙组成的单层FSS和带有三层介质板的双层FSS进行了仿真计算,设计的双层FSS具有稳定的谐振频率和带宽,传输特性近似矩形,且有较窄的带宽(1GHz左右)和平坦的顶部。 单层FSS测试曲线表明了理论计算和计算机仿真的正确性。     

等效电路法分析频率选择表面的双频特性

介绍了等效电路法(equivalent circuit method,ECM)在频率选择表面(frequency selective surfaces,FSS)中的研究及应用,阐述了用ECM分析计算FSS阵列传输特性的基本过程以及几种常用FSS单元的等效电路模.仿真计算了双方环贴片型单元FSS阵列的双频带阻特性,并与前人的试验结果做了对比.比较结果表明,用ECM分析双带FSS的传输特性是可行的.最后,用ECM仿真分析了双方环缝隙型单元的双带通特性.     

基于单元位置误差的有源相控阵天线辐射和散射性能综合分析

针对有源相控阵天线雷达散射截面积(radar cross section, RCS)计算复杂,及天线单元位置误差对其RCS的影响难以估计的问题,基于天线单元的相位误差分析,建立了有源相控阵天线的结构与散射阵因子耦合模型,极大简化了有源相控阵天线RCS计算的复杂度,并在此基础上研究了天线单元位置误差对增益及RCS的综合影响。结果表明,合理降低天线单元的位置精度可以抑制有源相控阵天线的RCS。工程人员可基于此权衡辐射和散射性能,适当放宽有源相控阵天线加工及安装公差,在保证天线综合性能前提下有效减轻加工难度,降低加工成本。     

两端固定弦振动方程的Kriging校正模型

系统误差和随机误差的存在使生产过程中的观测值偏离工程模型的理论设计值,影响预测和控制的效果。针对两端固定弦的振动特点,结合观测数据用Kriging模型拟合系统误差和随机误差,校正振动方程的理论预测。通过分析外部随机扰动引起的系统误差的特点,为Kriging模型选择一组特定的基函数。模型还被推广到振动方程无解的情况。基于观测数据的交叉检验结果说明模型能够有效改善预测效果。通过模型不仅能控制振动过程的设计值,还能控制系统误差,为研究弦振动的控制问题提供了新的方法。     

船测数据非平稳误差的小波预测方法

船测数据的处理精度极大程度地决定了我国航天测控的能力。分析表明,船测数据的混合误差是由次低频的修正残差和高频的随机误差组成的非平稳时间序列。为改进现有修正方法的效果,分析了修正残差和白噪声的小波变换系数特征,并提出了基于小波理论和时序建模技术的混合误差的预测方法。实例和仿真结果表明,该方法比直接使用时序方法的预测误差更小。     

阵列天线通道不一致性校正的辅加阵元法

MUSIC算法是一种基于特征值分解的超分辨DOA估计算法,在理想阵列条件下,其估计性能良好,但当信号模型与实际信号环境不匹配,即存在系统误差时,MUSIC算法的估计性能会严重下降,甚至失效。针对模型中普遍存在的通道不一致性误差,本文首先分析了此类误差对测向性能的影响,并提出了一种通道误差校正的简易算法,该方法通过对来自辅加阵元信号的数据信息进行处理,获取通道不一致性误差的估计,通过误差补偿有效地抑制了通道不一致性的影响,提高了DOA估计的性能。给出了应用该方法的具体步骤,计算机仿真结果证明了该算法的有效性。     

面向物联网的机会网络信息传输最优控制策略

面向大规模物联网系统高动态、运行环境复杂等特征，构建了基于机会网络的存储-携带-转发信息传输模式，进而提出了带有传输不确定性的信息传输性能评估模型。在此基础上，综合考虑信息传输过程的能量消耗与传输性能等目标，提出了基于庞特李雅金极大值定理的最优传输策略。进一步，通过理论分析证明了最优传输策略服从阈值形式。仿真实验表明，模型的误差低于4.08%。同时，实验也表明所提出的最优传输策略明显优于传统的静态策略，并随着信息有效期的递增，性能表现更好。     

应用ARMA模型的辅助载波多普勒精确估计

在GPS和捷联式惯性导航系统（strapdown inertial navigation system, SINS）的超紧组合结构中,惯性测量单元（inertial measurement unit, IMU）和星历信息等估计得到的载波多普勒辅助值是影响跟踪环路性能的主要因素,因此提出一种应用自回归滑动平均（auto-regressive moving average, ARMA）模型对估计过程中存在的随机多普勒误差建模,精确估计载波多普勒方法。通过判定随机多普勒误差序列的平稳性,采用时间序列分析的方法建立数学模型;根据随机误差序列的自相关函数和偏相关函数特性,确定模型类型和阶数;利用Yule Walker方法估计模型参数,得到符合该随机序列的数学模型。仿真结果表明,该模型具有很好的适用性,能准确拟合随机多普勒误差,为超紧组合系统中的辅助环路提供精确的载波估计。     

一种基于操控信息的人机耦合方法

基于人机一体化概念,讨论一种操控信息通道的人机耦合,以及各信息环节的耦合意义,从而揭示其人机操控信息耦合的相关动力学特征,提出了人机耦合的可操作的理论方法.提出的基于精确模型匹配的操控信息人机耦合,解决了闭环内操纵者固有延时对跟随性能的影响,达到了仅存在闭环外纯延时的精确跟随性能.同时给出了对操控信息的滤波以及对操纵者建模误差、设计计算误差鲁棒性问题的解决方法.仿真证实了理论方法的有效性.     

基于LDPC自适应编码调制的图像传输性能

研究了基于LDPC码的自适应编码调制技术及其在慢衰落无线信道图像传输中的应用,分析了确定最优信噪比转换门限集合的最小均方误差非线性曲线拟合法,进而得到基于LDPC码的自适应编码调制系统的最大平均吞吐量性能。仿真结果表明,在慢衰落无线信道图像传输中,系统能获得满意的图像传输质量和很高的频谱利用率。     

非对称定时同步对协作多点下行传输的影响

协作多点（coordinated multi point, CoMP）传输的非对称定时同步特性会对其时分双工（time division duplex,TDD）模式带来新的信道互易性误差。研究了由非对称同步时偏造成的等效信道互易性误差,建立了定时同步互易性误差（timing synchronization reciprocity error, TSRE）的数学模型。基于该模型的概率分布,通过矩阵分解和子空间投影,推导出CoMP系统下行传输中用户速率损失上界。同时通过此上界表达式,分析了在不同CoMP系统参数设定条件下,此类互易性误差对下行预编码造成的性能损失。仿真结果对理论分析进行了验证。     

基于多模型的捷联红外导引头隔离度在线补偿方法

以捷联红外导引头的工程应用为研究背景,针对刻度尺误差带来的隔离度问题,提出一种基于多模型(multiple model,MM)的隔离度在线补偿方法。建立了捷联红外导引头隔离度模型,分析了隔离度对导弹制导系统稳定性和制导精度的影响;对刻度尺误差进行离散建模,采用基于MM的滤波算法,实时更新每个模型与真实值匹配的条件概率,得到刻度尺误差的估计值,最后将当前时刻的刻度尺误差估计值代入到制导回路进行在线补偿。研究结果表明,捷联导引头隔离度的存在会削弱制导系统稳定性、降低制导精度,特别在寄生回路正反馈时影响更为严重;所提出的基于MM的隔离度在线补偿方法可较好地实时估计出作用于系统的刻度尺误差,并有效实现了对刻度尺误差引起的隔离度的在线抑制,具有较好的鲁棒性和自适应性,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的。     

磨削加工误差智能补偿系统及输入输出响应

在磨削加工中，受机床、砂轮、工件、夹具等众多因素的影响，加工工件的尺寸精度和精度一致性呈现出不确定性和严重的非线性。本文对可转位刀片磨削加工时尺寸误差的产生原因进行分析，提出了一种磨削加工尺寸误差在线智能补偿算法，设计了一种智能误差补偿系统，分析了系统的输入输出响应。系统分析表明，系统具有良好的稳定性和动态性能，工件的期望尺寸即为系统的稳态输出。     

传感器误差情况下的线性校正TOA定位算法

传统定位方法一般是在假设传感器位置信息准确已知的前提下进行的。然而在实际情形中,传感器位置信息往往含有随机误差,这些误差会严重影响目标的定位精度。针对这一问题,提出了一种存在传感器误差情况下的线性校正TOA定位算法。首先将非线性TOA定位方程组转化为一组关于目标位置的伪线性方程,利用加权最小二乘估计进行初始求解;然后在此基础上把伪线性方程组转化为关于估计偏差的求解问题,进而对初始解进行线性校正。在测量误差充分小的情况下分析了该算法的有效性。仿真结果表明该算法具有较好的定位性能。     

基于ADS-B的多站时间同步系统的偏差联合估计方法

针对基于广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance broadcast,ADS-B)的多站时间同步系统中ADS-B位置误差、站址测量误差和时差测〖JP2〗量误差等因素对同步精度的影响,建立了偏差条件下基于ADS B〖JP〗的多站同步模型,给出了理论同步误差的计算方法,指出引起显著同步误差的系统延时误差。提出一种延时误差和待同步站钟差的联合估计方法,理论推导了克拉美-罗下限(Cramer-Rao lower bound,CRLB)。基于同步精度分布图,分析了偏差消除前后作为标校站的飞机的航向对同步精度的影响。计算机仿真分析表明,基于ADS B的多站同步系统的延时误差和待同步站钟差联合估计方法的估计性能,可以达到CRLB,显著提高了同步精度。     

基于区间算法的频控阵阵元位置误差分析

频控阵通过在各阵元的发射基频上引入一个微小的频率偏移, 可以产生距离和角度相关的波束，这使得频控阵在信息和信号处理中更加灵活。但是, 大多数文献在分析频控阵时, 都假设阵元位置是理想而无误差的。而在实际情况中, 阵元位置往往会存在制造误差, 这必定会让实际发射波束的各项性能指标偏离理论设计的性能指标。而目前，几乎没有关于频控阵阵列位置误差分析的文献, 因此迫切需要寻找一种对频控阵阵元位置误差进行分析的方法。提出一种基于区间分析算法的频控阵阵列位置误差分析方法，以分析各阵元位置误差对波束性能的影响。该方法首先假设各阵元位置误差在某个已知的区间, 然后通过一系列数值计算得到误差对波束性能影响的上界和下界, 最后通过仿真实验验证此方法的有效性。