一种基于锁角环路的DOA估计定位跟踪

为了解决传统移动目标波达方向估计定位跟踪过程中,实时性差、精度低、计算复杂度高的问题,提出一种基于锁角环路的DOA估计定位跟踪算法.该算法采用锁角环路(DiLL)结构实现信号的波达方向(DOA)估计和定位,并实时随信号角度变化自动调整方向,以实现信号方位的跟踪.为了减小非线性和噪声对定位跟踪性能的影响,通过UKF滤波将估计目标信号的干扰消除,以提高信号方位定位跟踪的精度及系统的稳定性.仿真结果表明:该算法能够得到较高分辨率的DOA估计信号,能够对多个移动目标的方位进行有效定位跟踪,系统的精度、效率和稳定性也较高.     

四象限探测系统信号光斑的优化设计

分析了四象限探测系统角误差形成的原理。深入研究了探测器角误差形成原理与光斑位置、大小和探测器面积的关系,证明光斑半径r小一些有利于提高误差信号Ux、Uy的测量精度,r大一些则有利用扩展Ux、Uy的测量线性区。从与误差信号测量误差关联的原理误差及与信噪比SNR有关系统误差出发,提出了光斑大小优化设计的问题,得出实际设计的光斑大小稍大于探测器有效半径的1/2有助于改善系统性能,并通过相关系统研制稳定性跟踪试验给予验证。     

光纤摆式加速度计摆幅检测灵敏度的研究

在摆式光纤加速度计中,采用四象限探测器检测光纤摆的末端位移,其检测灵敏度是影响加速度计精度的重要因素。为了提高四象限探测器对光斑位移的灵敏度,先由光纤出射光强分布的特点,将光斑等效成两个平均分布光强光源的叠加。然后,结合探测器光电转换的规律,计算了在光纤摆动的情况下各象限光电二极管的输出电压。最后,对四象限探测器光电流信号的两种处理方案进行了比较计算,得到了四象限探测器检测灵敏度和光源及后续处理电路各种参数关系的计算公式。实验结果表明：当光纤摆与四象限探测器的距离为1mm时,检测灵敏度可达63mV/μm。全文详细分析了各种影响四象限探测器检测灵敏度的因素,通过合理的参数配置,可得到优化的灵敏度数值。     

组网雷达自适应数据融合跟踪算法

针对高速、机动目标的实时、精确跟踪问题,提出一种能在线调整组网雷达中各雷达权值的自适应数据融合算法。按照一定的规则寻找最佳的权系数,使融合后目标的状态估计值最优;把输入信号用作自适应滤波器的量测信号,利用新息相关的自适应滤波算法对状态方程及量测方程中误差的变化调节增益矩阵的大小,同时根据自适应滤波的状态偏差输出信号与当前的量测数据,运用模糊推理规则对组网雷达系统中各雷达的权值进行在线调节;系统输出结果即为自适应数据融合下目标的最优状态估计值。仿真结果验证了该算法在跟踪精度和收敛速度上的优越性,实现了组网雷达系统对目标的自适应跟踪。     

激光导引头角跟踪误差对激光精确制导的影响

为了使激光导引头能以较高的概率探测到制导激光且以较高的跟踪精度跟踪目标,评估了在制导过程中激光导引头对目标的视线角跟踪精度。在四象限探测器接收的光斑信号服从高斯分布的条件下,建立了光斑中心与偏差分量的关系,通过仿真验证了其正确性。将该关系作为试验标定拟合的关系,建立了光束偏转角关系。由于噪声干扰电流具有随机性,对光束偏转角在(0,0)处进行了二元泰勒展开,并得出了角跟踪误差的近似表达式,以角跟踪误差标准差作为激光导引头视线角跟踪精度的评价标准,结合制导激光在大气传输中的能量衰减,得出了角跟踪误差标准差与目标指示器参数、激光导引头参数以及作用距离的关系,研究了不同参数对角跟踪误差标准差的影响。结果表明:当信噪比一定时,角跟踪误差标准差随着光斑半径减小而减小,可通过调节光敏面的安装位置减小光斑半径,从而提高激光导引头的角跟踪精度;当光斑半径为1mm、噪声干扰电流标准差为0.2μA时,若目标指示器单脉冲能量为150mJ,则激光导引头对8km处目标的角跟踪误差标准差为0.973 7×10-3 rad;角跟踪误差标准差随着单脉冲能量的增大而减小,可通过提高目标指示器单脉冲能量从而提高激光导引头在特定作用距离处对目标的角跟踪精度。     

四象限探测器光斑定位精度影响因素研究

基于四象限探测器的光斑位置检测原理,建立了不同光斑半径、能量分布和探测器死区等影响因素下四象限探测器输出偏置电压与光斑位置的表征关系.数值仿真结果表明:通过选择合适的光斑半径大小、探测器的测量区域、选择死区较小的探测器等,可有效提高探测器的定位精度.基于仿真分析,搭建了测试实验和利用均匀光斑、探测器存在死区情况下的表征...     

一种基于改进的“当前”统计模型自适应跟踪算法

针对工程应用中"当前"统计模型对机动频率和最大加速度经验值依赖过大,难以根据目标的加速度变化进行实时动态调整优化的问题;以及标准"当前"统计模型在跟踪非机动或弱机动目标时,精度不高的问题,在分析机动频率物理含义及其与加速度变化关系、卡尔曼滤波的新息与加速度方差关系的基础上,提出了一种高效的机动频率和加速度方差双变量自适应算法。仿真结果表明该算法能够很好地自适应目标的加速度变化;并能有效提高跟踪精度,大大提高了对非机动或弱机动目标的跟踪精度。     

一种基于优化模板匹配的红外目标跟踪算法

为了在红外环境下进一步提高目标图像在环境变化或受干扰时跟踪的准确性,提出了一种有效的红外目标跟踪方法.该方法基于归一化互相关距离的相似性度量方法,设计了匹配跟踪置信度,并在此基础上实现了基于匹配跟踪置信度加权的自适应模板更新算法.在模板更新方面,提出了自适应阈值调整策略,在目标跟踪过程中根据匹配置信度动态调整阈值,避免了固定阈值对跟踪精度的影响.通过实验证明,算法对环境变化的适应能力和跟踪稳定性方面得到了较大的提高.     

基于TDOA和DOA测量的单站无源定位方法

空中运动目标无源定位和跟踪技术在航空、制导等领域应用广泛.探讨了一种基于辐射源的信号到达时间差（TDOA）和信号到达方向（DOA）信息,利用固定单站对机动目标进行无源定位与跟踪的新方法.在建立目标机动模型与测量方程的基础上,运用修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法,实现对机动目标进行定位与跟踪,讨论了其定位原理与算法,计算机仿真验证了该方法的正确性与有效性.     

CMOS图像传感器在光电自动跟踪系统中的应用

结合CMOS图像传感器ADCS-2121在全自动便携式太阳辐射计中的应用介绍了CMOS图像传感器在光学系统定位中的具体应用,并与传统的采用四象限探测器作为光斑探测器进行了比较。结果表明,此种方法具有定位精度高、可自由规定零点等优点,且根据需要规定CMOS图像传感器表面的跟踪范围,具有很好的应用性。     

基于多传感器信息融合的激光定位与跟踪

为了更精确实现远距离激光定位与跟踪,将十二个PIN硅光电二极管阵列探测器和一个带有光学系统的精密四象限探测器立体组合成独特的多传感器排列结构,并将空间测角基本理论与基于Bayesian决策原理的多传感器信息融合算法有机结合,实现自由空间中作用距离可达十千米的激光的粗精定位,利用激光的定位信息控制三维高精度转台的旋转实现精密跟踪。实践证明,在粗定位跟踪的基础上,精定位跟踪精度小于三个毫弧度。     

基于曲线特征分析的插值法的四象限测角算法

四象限探测器测角系统需要同时满足系统反应时间短和误差小的要求。通过对现有测角算法的分析,得出基于反插值法的测角算法的实现速度快,精度较其他现有的测角方法高;在现有的反插值法的测角算法的基础上,通过分析实际曲线的特性,本文提出了结合曲线性质选择插值点的插值法在相同的插值点数的条件下,可以得到比一般等距插值精度更高的方位和俯仰的误差曲面图。     

基于子空间跟踪的线性共轭半盲多用户检测

考虑实际的MC-CDMA上行链路系统,在深入研究基于子空间的MMSE半盲多用户检测算法的基础上,针对原算法引入子空间误差导致检测性能下降的问题,提出MC-CDMA系统下一种基于子空间跟踪的线性共轭MMSE半盲多用户检测算法.将子空间方法和线性共轭的思想相结合,应用新定义的信号子空间设计了基于子空间方法的线性共轭MMSE检测器,采用OPAST子空间算法实现了信号子空间的自适应跟踪.仿真结果表明,与以往的基于子空间的MMSE半盲多用户检测相比,此算法有效地提高了信干噪比,降低了系统的误比特率.     

基于卷积模型的核信号仿真

NaI(Tl)探测器因具有探测效率高和成本低等优点,常被用于核辐射能谱测量和核辐射监管等领域．由于实验条件等的限制,研究人员往往较难获取理想的实验核信号,虽然可以借助探测器的仿真信号来实现研究目的,但是常规的探测器单指数或双指数模型和实际采集到的核信号模型存在一定的差异,需要一种更为精准的数学模型对探测器输出信号进行描述．我们通过对探测器信号形成过程分析,将探测器视为线性时不变系统,探测器各个部分响应的总卷积即为输出的核信号模型．本文建立的探测器输出信号卷积模型,结合实测伽玛源的幅度分布规律和相邻脉冲时间间隔分布规律,可以提供更精确的NaI(Tl)探测器输出信号,以便用于伽玛能谱测量算法研究;通过调节脉冲间隔时间大小,可以仿真不同计数下探测器输出信号的堆积情形,以便用于堆积信号还原算法研究．经过与伽玛辐射源的对比测试,该仿真信号与真实探测器输出信号一致,既避免了研究人员接触放射源,提高辐射防护安全性,又为开展数字化核信号处理算法研究及能谱算法研究提供了极大的便利性．     

无模型预测控制及在溴化锂机组控制中的应用

为解决带有时滞特性的制冷系统的控制问题,提出了一种改进的无模型自适应预测控制算法,并将其应用到制冷系统控制方案中。首先,提出一种引入两个参数L1,L2的参数估计控制方案,改善了MFAPC( Model-Free Adaptive Predictive Control) 的伪偏导数参数估计过程,使算法在达到减参目的的同时提升了稳定效果; 之后在控制输入准则函数中加入了控制输出误差和。最后引入典型线性和非线性时滞系统、跟踪时变信号系统、溴化锂制冷系统,对其跟踪控制问题进行了仿真比较研究。仿真结果表明,改进的无模型预测控制算法能取得更稳定的输出结果,且有更快的响应速度和更好的控制性能,同时解决了带有时滞特性的制冷系统控制问题。     

超高速窄脉冲纳秒信号采集的实现与应用研究

超高速窄脉冲信号采集这一新的现代高科技技术是各种光电跟踪系统中(如雷达设备、激光接收机等)的关键技术之一。要求实现对超高速窄脉冲信号的放大、展宽及幅度输出的实时控制,并使其具有宽带增益,大范围线性动态接收能力,满足信号响应快,采集精度高,工作性能稳定可靠。     

基于频域窄带莱斯噪声消除机制的OFDM网络信号发射精度增强算法

为改善当前OFDM网络信号精度增强算法中难以高效消除频域窄带莱斯噪声,且系统误码率较高的不足,提出了一种基于频域窄带莱斯噪声消除机制的OFDM网络信号精度增强算法.首先,基于128频相移键控调制方法,在获取信号时域特征的基础上,引入快速傅里叶变换,对信号进行离散化,并基于信号投影机制,构建正交星座图,实现信号投影矢量在预发射状态下的正交分层排序,消除了信源状态下频域窄带莱斯噪声对系统的干扰;随后,引入快速傅里叶逆变换,对预发射信号进行加密处理,且通过量化评估模型对信号精度进行优化提升,有效节约了传输带宽,提高了信号发射性能,改善了信道抗衰落效果.仿真实验表明,与当前常见的时间窗消除机制(time window elimination mechanism, TWE)、频率拓扑映射机制(frequency topology mapping, FT)相比,本文算法的误码率更低,且具有更高的信号增益效果.     

四象限红外探测器信号处理系统

实现基于四象限红外探测器的位置检测信号处理系统。从四象限位置探测的原理入手,介绍了探测器信号提取与前级放大电路、同步相干谐波检测电路,以及模数转换、时序控制、数据采集电路。实验结果良好,系统可行。     

Quantitative analysis of the performance of vector tracking algorithms

Vector tracking changes the classical structure of receivers.Combining signal tracking and nav-igation solution, vector tracking can realize powerful processing capabilities by the fusion technique of receiving channel and feedback correction.In this paper, we try to break through the complicated details of numerical analysis, consider the overall influencing factors of the residual in observed da-ta, and use the intrinsic link between a conventional receiver and a vector receiver.A simple meth-od for performance analysis of the vector tracking algorithm is proposed.Kalman filter has the same steady performance with the classic digital lock loop through the analysis of the relation between gain and band width.The theoretical analysis by the least squares model shows that the reduction of range error is the basis for the superior performance realized by vector tracking.Thus, the bounds of its performance enhancement under weak signal and highly dynamic conditions can be deduced.Simu-lation results verify the effectiveness of the analysis presented here.