一种新的时间交叉采样ADC时钟偏斜误差自适应补偿算法

针对时间交叉采样模数变换器(time-interleaved analog-to-digital converter, TIADC)中存在的时钟偏斜误差,提出了一种新的自适应误差估计和补偿方法,该方法根据误差信号和原始输入信号频率之间关系和分布特征,设计了基于最小均方(least-mean-square, LMS)算法的估计模型。与已有算法相比,新方法实现简单,收敛速度快。同时根据时钟偏斜误差产生的原理,设计了基于数字分数延时滤波器的时钟偏斜补偿算法,该方法概念清楚,易于通道扩展,资源利用率高。通过应用Farrow结构,将误差参数独立出来,和误差估计算法组成了自适应系统。仿真结果表明,该自适应系统仅需要5 000个采样点就可以收敛,通过补偿算法,使输出的信噪失真比(signal-to-noise-and-distortion ratio, SINAD)提高了30 dB以上。     

DDWS的波形误差校正算法及实现

介绍了直接数字波形合成(direct digital waveform synthesizer,DDWS)的误差来源,分析了DDWS结构中其数模转换器(DAC)信号重构机理,比较研究了DAC信号重构误差对输出信号脉冲压缩结果的影响。提出了一种针对DAC带来的信号辛格函数调制误差的数字化补偿算法,对中频30 MHz,带宽分别为40 MHz和20 MHz的超宽带低中频线性调频信号进行了实际补偿。实验结果表明该算法简单方便,能有效补偿DAC带来的波形调制误差。     

基于延时对准船用捷联惯导舒勒振荡抑制方法

针对捷联惯性导航系统精度受振荡误差影响的问题,提出了一种舒勒振荡误差抑制方法。基于捷联惯导系统可并行执行多套导航算法的特点,通过延长初始对准时间,使得导航算法2相对于导航算法1延迟半个舒勒振荡误差周期执行。延时对准使得算法2中舒勒振荡误差相位与算法1相差一个圆周率。取算法1和算法2相应导航输出结果的均值补偿舒勒振荡误差,达到了提高捷联惯导系统精度的目的。经过仿真和实验验证,该方法对船用捷联惯性导航系统的舒勒振荡误差具有良好的抑制效果。     

基于子频带分解的宽带信号干涉法测向算法

研究了宽带信号波达角的精确估计方法,提出了一种适合宽带信号的干涉法测向算法。该算法利用阵元间的延时估计波达角。先对信号作快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT),选取信号在6 dB带宽内的谱线,每根谱线看作一个单频信号,采用窄带鉴相方法对各单频信号分别鉴相并估计该频率点上的延时,最后对各延时估计值进行加权平均。证明了信号在各频率点上的能量与频率平方的乘积是最佳加权系数。本算法具有计算量小、算法简单等优点。延时估计的仿真性能接近克拉美-罗限。     

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。     

初始姿态精度对SAR成像分辨率的影响

分析了合成孔径雷达SAR运动补偿用惯导初始对准误差对SAR天线相位中心运动参数测量精度以及成像分辨率的影响.通过建立惯性器件误差→惯导初始自对准精度→SAR成像分辨率三者之间的量化映射关系,可以直观地发现,SAR合成孔径起始时刻姿态误差对成像分辨率的影响较之初始位置、速度误差更为严重,并分析指出不同方向的初始姿态误差对SAR成像分辨率的影响并不相同,由此进一步分析了SAR运动补偿系统惯导器件对成像分辨率的影响.经过单个点目标SAR成像(RD算法)仿真验证了该方法的正确性.     

伪码测距系统的多普勒频移补偿

卫星所搭载的再生伪码(pseudo noise,PN)测距系统已广泛应用于测量双星或星地距离,由于星地间的相对运动更为明显导致伪码测距信号存在着较大的多普勒频移,从而影响利用相关运算获得的双程延时测距精度。根据伪码测距系统的实现结构,推导出当多普勒频移存在时的测距延时计算公式,进而提出了一种补偿方法。同时考虑到测距系统的实际应用环境,对补偿公式进行了简化。仿真及实际测试结果表明,经过补偿后的双程延时测量值精度(中强信噪比下)可达到0.14 ns (4 cm),补偿造成的精度影响为0.01 ns (3 mm),同时公式简化及补偿引入的误差可以忽略不计。     

微弱GPS信号捕获中的远近效应消除方法

首先分析了全球定位系统(global positioning system, GPS)互相关对微弱卫星信号捕获的影响,并针对该问题给出了子空间投影算法的推导,从理论上证明其能消除远近效应对微弱卫星信号捕获的干扰。在此基础上,重点分析了码相位和频率误差对子空间投影算法的影响,并通过模拟数据和真实数据加以验证。实验证明模拟数据由于其码相位和频率误差较小并可预测,采用子空间投影能够有效消除强、弱卫星信号互相关对某个微弱卫星信号捕获的影响,但对于实际信号由于频率误差一部分来源于晶振的抖动并不容易预测,针对捕获卫星能量极弱情况下,采用子空间投影的方法则存在较大的强信号残差并不容易被消除。     

激光捷联惯导系统动态姿态误差分析与补偿研究

针对激光陀螺捷联惯导系统（LINS）在动态尤其是高频动态环境下的姿态误差显著增大的问题,重点分析了LINS中圆锥误差产生机理、该误差对姿态精度的影响,在讨论补偿算法的基础上,通过试验获取了大量不同环境下LINs输出数据,依据其高动态误差特性和激光陀螺信号输出特性,提出了硬、软件结合的补偿方案。通过仿真与试验结合,给出并比较了LINS在动态应用环境下的姿态与定位精度补偿效果。研究表明,高频圆锥误差是影响LINS动态姿态孝矛发的主要因素之一,只有通过特殊的高频采集方法结合设计优化补偿算法参数,才能从工程上实现对LINS高频圆锥误差的有效补偿。该项研究有效提高了LINS在动态条件下的应用精度,对其能在更广泛的领域中应用起到积极的推进作用。     

抑制校正源方位偏差的阵列误差矩阵鲁棒校正算法

针对校正源方位扰动误差会影响阵列误差矩阵校正精度这一问题,提出了一种可以自行抑制校正源方位扰动误差的鲁棒阵列误差矩阵校正算法。在假设校正源方位扰动误差较小的情况下,通过一阶Taylor级数展开的方式,建立了一种关于阵列误差矩阵的结构总体最小二乘优化模型用以抑制校正源方位扰动误差的影响,基于该优化模型,设计出一种数值优化算法用以实现阵列误差矩阵的鲁棒校正。数值实验验证了文中新算法的有效性和优越性。     

带丢包和量化的参数不确定系统滚动时域估计

针对网络化系统中丢包、量化和参数不确定性对状态估计的影响,提出一种带有预测补偿机制的鲁棒滚动时域估计算法。将丢包现象描述为概率已知的随机Bernoulli序列,并利用丢失数据的预测值进行丢包补偿,将数据量化引入的量化误差描述为观测方程中的一个有界不确定参数,将模型的不确定性描述为系统矩阵受到随机扰动,基于滚动优化策略,考虑量化和模型不确定性影响最严重的情况,通过滚动求解一个min-max问题得到最优状态估计器。对所提算法进行稳定性分析,推导了估计误差范数平方期望的一个上界函数,给出了估计误差范数平方期望收敛的充分条件。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。     

基于量测修正的组合导航系统时间同步方法

针对机动条件下组合导航系统卫星量测与惯导数据时间不同步影响定位性能的问题,提出一种基于卫星量测修正的组合导航系统同步方法。通过对卫星量测的线性化及时延误差补偿处理,大幅降低了卫星量测中的时延误差。仿真实验表明,这种方法可以将估计时延相比真实时延的差值减小到几毫秒,实现时延的精准估计,有效消除时延对于组合导航定位性能的影响。     

不确定滞后系统的灰色预测神经元控制

针对不确定滞后系统建模和控制方面的困难,提出了利用神经网络对不确定滞后系统的滞后时间进行辨识,并在此基础上采用变步长灰色预测方法对不确定滞后系统的行为进行预测,同时结合单神经元控制器克服辨识误差、预测误差、系统干扰等不确定因素带来的影响,从而提高系统的自适应性。仿真结果表明,控制系统运行平稳,受不确定因素的影响较小,说明这种方法对于不确定的时变滞后系统具有良好的控制效果。     

基于粗糙集理论与进化计算的时滞系统Smith控制

Smith预估器是一种有效的大纯滞后补偿控制方法,但对模型的依赖性限制了它在工程实际中的应用。针对被控对象的纯时滞时间的不确定性和系统存在扰动的情形,将基于粗糙集的进化计算与Smith预估器的控制方法相结合,给出了一种在线调整时滞时间和利用前馈进行扰动补偿的自适应控制方法,即通过对反馈误差的在线优化适应性地调整Smith预估器的时滞时间常数和对扰动进行补偿。仿真结果表明了给出方法的有效性。     

圆迹SAR运动误差分析及补偿技术

圆迹合成孔径雷达(circular synthetic aperture radar,CSAR)可以对感兴趣的区域进行全方位、长时间观测,同时获得高分辨的图像。CSAR长合成孔径时间和宽波束角的特点,导致其回波相位具有复杂的距离空变性和方位空变性,无法直接运用传统运动补偿算法。详细分析了该成像模式下雷达的三维位置误差对回波包络和相位的影响,将Chirp-Z变换引入到包络误差的空变性补偿中,提出了CSAR距离和方位空变的运动补偿方法。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

修正的垂直航向运动补偿算法

机载毫米波高分辨合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)对运动补偿的精度要求很高。当前运动补偿算法在运动误差或斜视角大时对毫米波高分辨斜视SAR垂直航向运动误差补偿效果不明显。文中提出了一种修正的垂直航向运动补偿算法,通过先补偿包络和相位,然后产生一个附加的沿航向速度, 该附加沿航向速度和原始的沿航向运动误差一起补偿。毫米波高分辨斜视SAR仿真结果表明,所提方法在30°斜视角时仍能较好补偿垂直航向运动误差,补偿效果显著优于已有算法, 实测数据成像结果也进一步验证了所提方法的正确性和有效性。     

MU-MIMO单比特ADC系统中软输出检测算法

低精度量化技术能解决毫米波通信射频链高能耗问题而使相关的接收技术受到广泛关注。本文针对应用于单比特量化上行多用户多输入多输出(multiuser multiple input multiple output, MU-MIMO)系统的软输出检测(soft output detection, SOD)算法计算复杂度高的问题，针对软输出检测(soft output detection, SOD)算法计算复杂度高的问题,结合串行干扰消除算法与SOD算法,提出排序多用户单比特串行干扰消除SOD(ordered multiuser one-bit successive interference cancellation SOD, OMuOSIC-SOD)算法,所提算法计算复杂度更低且能动态调整。在基于polar编码的MU-MIMO系统中的仿真结果表明, OMuOSIC-SOD算法随着同时检测的用户数目增加,误帧率(frame error rate, FER)逐渐接近SOD检测算法;在8×32 MIMO中, FER为10^-3时, OMuOSIC-SOD算法每次检测的用户数目每增加2个,得到约0.6 dB的性能增益。综上所述，所提算法可以通过调整每次检测的用户数量来调整检测性能，提升了算法的灵活性。     

Fast encoding algorithm for vector quantization based on subvector L2-norm

A fast encoding algorithm based on the mean square error (MSE) distortion for vector quantization is introduced. The vector, which is effectively constructed with wavelet transform (WT) coefficients of images, can simplify the realization of the non-linear interpolated vector quantization (NLIVQ) technique and make the partial distance search (PDS) algorithm more efficient. Utilizing the relationship of vector L2-norm and its Euclidean distance, some conditions of eliminating unnecessary codewords are obtained. Further, using inequality constructed by the subvector L2-norm, more unnecessary codewords are eliminated. During the search process for code, mostly unlikely codewords can be rejected by the proposed algorithm combined with the non-linear interpolated vector quantization technique and the partial distance search technique. The experimental results show that the reduction of computation is outstanding in the encoding time and complexity against the full search method.     

飞行模拟器洗出算法多重滤波信号补偿优化研究

针对经典洗出算法在应用于飞行模拟器时存在的信号丢失以及适应性不强的缺陷，提出一种多重滤波信号补偿的洗出算法优化方案。分析经典洗出算法中信号丢失的环节，截取丢失信号并采取深度滤波策略进行深度滤波，依据人体感知误差与运动平台的动作余量，将多重滤波后的信号以自适应的比例分别补偿到洗出算法3个通道中，实现最大程度上减小信号损失，从而减少人体感知误差。对经典洗出算法和改进洗出算法进行对比仿真和试验，结果表明改进洗出算法有效降低了人体感知误差，减少了信号丢失，改善了相位延迟，同时充分利用了运动平台的工作空间，增加了动感逼真度。     

旋转弹舵机控制滞后及延迟补偿时间分析

针对十字鸭舵布局的双通道旋转弹控制滞后问题,从舵机控制力角度建立控制模型,推导了控制力滞后角的计算公式;从系统组成方面对指令的形成与传输过程进行了分析,得出滞后形成的两方面原因:地磁陀螺和弹载计算机引起的舵机输入指令信号延迟和舵机性能引起的舵机指令响应信号延迟;利用滞后角计算公式和正弦波扫频法,得到低转速下舵机输入指令信号和指令响应信号的延迟补偿时间为常数;提出根据延迟补偿时间常数和转速进行滞后补偿的方法,并进行了实验验证。实验结果表明,此方法具有良好的补偿效果。