短时傅立叶变换与Wigner-Ville分布联合确定地震信号瞬时频率

地震信号属于非平稳信号,利用短时傅立叶变换对地震信号进行时频分析时会受窗口大小的影响,利用Wigner-Ville分布的方法时会产生交叉项。基于这些原因,提出了把二者结合起来的方法计算时频分布,并且利用时频剖面得到信号的瞬时频率。从理论数据出发,分别计算利用短时傅立叶变换、Wigner-Ville及二者结合得到的时频剖面。通过比较得出:2类方法联合后获取的瞬时频率与原始的瞬时频率最接近,说明二者结合的方法对获取瞬时频率更有效。     

基于Wigner-Hough变换的卫星导航接收机扫频干扰信号检测

抗干扰技术对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)非常重要,文章研究了导航接收机中扫频干扰检测。传统的时频分析方法如短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)、谱图法,存在时频分辨率折衷问题。Wigner-Ville分布(Wigner-Ville distribution,WVD)具有交叉项。为了解决这些问题,文章提出了一种新型的基于Wigner-Hough变换(Wigner-Hough tranform,WHT)的时频分析算法。在不同干噪比(jammer-to-noise ratio,JNR)情况下,比较谱图、WVD和WHT干涉检测的性能。仿真实验结果显示,在弱干扰信号情况下,WHT算法检测干扰信号的性能更好,为GNSS接收机干扰检测提供有效性和准确性保证。     

旋转机械故障诊断的时频分析方法比较

旋转机械故障振动信号具有非平稳的特性,传统的傅里叶变换方法难以满足分析非平稳信号的要求,时频分析是非平稳信号分析的有力工具。以滚动轴承外圈故障信号为研究对象,对比分析研究了几种时频分析方法如STFT、Wigner-Ville分布、小波变换和Hilbert-Huang变换。结果表明:Hilbert-Huang变换能够更加清晰、准确给出故障信号时频分布,分析效果优于STFT、Wigner-Ville分布、小波分析(WT)。     

滑动短时傅里叶变换的FPGA实现

为解决对混沌信号进行傅里叶变换分析后,只能得到信号中所包含的频率成分,并不能获知有关频率成分的时间局部化信息的问题,采用了短时傅里叶变换的方法,通过对短时傅里叶变换的数学公式及表达的物理意义研究后,提出了在FPGA上利用Altera公司提供的IP核资源实现短时傅里叶变换的功能,并在Modelsim软件上进行功能仿真。实验证明通过短时傅里叶变换可以对混沌信号进行很好的分析。     

几种非平稳随机信号分析方法的比较与应用

比较了短时傅里叶变换、小波变换、Cohen类时频分布等三种典型非平稳随机信号分析方法的性能,从理论上讨论了三种典型方法的优缺点,并分析了其他特性.针对非平稳随机信号中难以检测却又最常见的高阻接地信号,通过仿真对比,展示了三种方法的应用效果.结果表明:Cohen类时频分布能够从时间和频率两个维度更充分地揭示高阻接地故障类非平稳随机信号的特性;尤其是Choi-Williams分布,其较好的时频聚集性和抑制交叉项的效果有利于特征的进一步提取分析,能为故障诊断提供更为丰富的早期数据.     

Wigner-Ville分布在发动机转子故障诊断中的应用

发动机转子系统实际测得的信号很多都是非平稳信号,而且背景噪声比较大。对于这种非平稳信号,仅用功率谱和傅立叶变换等传统信号处理方法分析很难从根本上解决问题,频谱及功率谱无法判断某个故障频率分量出现的具体时间和变化趋势。因此,需要了解信号频率随时间变化的情况。在对发动机转子故障特征进行分析的基础上,提出了利用Wigner-Ville分布的方法对碰摩故障进行特征提取与故障识别。并利用仿真信号和实测信号,证明了Wigner-Ville分布在发动机转子故障诊断中的有效性。     

基于非相干积累的信道化接收机虚警检测

数字信道化接收机是一种新型接收机,非相干积累的时频短时傅里叶变换,能有效地增加接收机的处理增益和对非平稳信号的截获能力,从而提高数字信道化接收机的整体检测性能。该文就其虚警检测问题展开分析,获得了给定虚警概率下的单信道虚警检测门限,并进行了仿真验证,进而为工程中的实际应用提供了有效的理论支持。     

地运动信号的时频分析

对实测地运动信号,分别应用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、小波变换(WT)和Hilbert-Huang变换(HHT)进行了分析,讨论了地运动信号的时频分布.结果表明,地运动信号有多个中心频率,信号能量在0～30 Hz以内,优势频率在12～15 Hz.4种时频分析方法都能反映地运动信号的时频特征,STFT和WVD只能粗略反映信号能量的分布情况,可以给出能量峰值对应的具体时间和频率,但其分辨率单一.WT和HHT可以给出信号能量比较详细的分布情况,WT具有多分辨率特点,但给出的能量分布在一定的带宽内,不能给出某一频率的能量分布.HHT具有自适应性,给出的是某些特征分量的能量分布,也不能给出某一频率的能量分布.     

冲击电压下SF6气体在极不均匀场中局部放电的时频特征

为了研究冲击电压下GIS腔体内绝缘缺陷局部放电的发生发展机理,采用短时傅里叶变换(STFT)、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布理论,对标准负极性操作冲击电压下SF6气体在极不均匀场的局部放电光信号和电流信号的时频特征进行了分析.结果表明:STFT、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布均能有效提取放电信号的时频特征,但Gabor分布具有较好的时频聚集性,不具有交叉干扰项,且对信号的时频特征的刻画最为细致,而STFT的时频聚集性较差,伪Wigner-Ville分布则存在固有交叉干扰项;冲击电压下局部放电光信号和电流信号在时频平面的分布不同,光脉冲的能量上升到峰值的时间要小于电流脉冲.     

基于Chirplet变换在地震勘探时频域地层旋回变化识别分析

针对地震波信号通常为非平稳信号,传统的傅里叶变换无法分析非平稳信号,同时不能反映局部时频分布关系的问题,依次介绍了短时傅里叶变换、连续小波变换以及Chirplet变换在一次单分量、二次单分量、多分量瞬时频率分析非平稳信号的优劣差异,利用修改核函数对于Chirplet变换进行一定改进,有效提高了待分析信号的时频域分辨率。随着石油勘探开发难度的逐渐增大,对于薄互层的层间储层预测问题逐渐成为研究焦点,旋回型薄互层是其中的典型模式之一,同时也是层序地层的一种沉积组合。改进的Chirplet变换在实际应用中相较于原始Chirplet变换以及传统小波变换在研究沉积旋回分析更能清晰刻画地层旋回变化趋势,对后续解决一般性薄互层沉积旋回预测问题具有重要的研究意义。     

GNNS技术在变形监测中的应用

GNSS技术以其在连续性、实时性和自动化程度高等优点,在变形监测的应用越来越发挥着传统测量如无法比拟的重要的作用。本文总结了GNSS技术监测方法、数据处理及其软件的发展;分析了GNSS技术在变形监测中的现状、优点及其发展趋势。     

全球卫星导航系统的研究与应用

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统.在介绍当前GNSS系统(GPS,GOLLNASS,Galileo,Compass)的构成和现状等的基础上,对这4种卫星导航系统的异同进行了综合对比说明,并分析...     

GNSS软件接收机关键技术研究及实现

首先介绍了国内外GNSS软件接收机技术的研究现状,对软件接收机的架构进行了详细的分析,系统地总结了其优点,并就GPS软件接收机的关键技术部分进行了具体实现。对于前端的硬件部分采用了中频信号采样模块,具体包括天线模块、射频处理模块与FPGA控制模块,之后以纯软件实现,主要包括可设置12通道的中频信号处理模块、信号的捕获和跟踪、导航电文存储及转换,并针对伪距定位算法部分实现了单点静态定位,考虑的误差源主要包括卫星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球自转引起的偏差等。系统具体的定位算法及定位结果精度都经过详细的实测分析。此外,整个系统设计也具有良好的灵活性和可扩展性。     

RTK测量边长精度检定方法探讨

结合测绘工程应用所关注的精度问题,对RTK测量边长精度指标评定公式进行推导,并通过检测数据验证了公式推导的正确性.     

旋转弹引信用卫星定位接收信号旋转解调方法

为解决旋转弹飞行中的高旋转、高动态条件会造成卫星定位接收系统无法正常定位的问题,针对旋转、动态环境开展了旋转弹卫星定位接收信号旋转解调方法的研究.详细分析了旋转条件对卫星定位信号接收的影响,并针对旋转特性设计了旋转跟踪解调环,用于对旋转的跟踪与解调,给出了旋转弹卫星定位信号接收系统的设计方案,基于Simulink实现了旋转弹卫星定位信号接收系统的仿真,并给出了相应的仿真与实验结果.结果表明,设计的以旋转跟踪环为核心的旋转弹卫星定位信号接收系统,在中心频率为200 Hz的情况下跟踪范围可达到±40 Hz,较好地满足了转速在200转/s左右的旋转弹信号接收要求.      

循环神经网络辅助GNSS/SINS组合导航方法及性能分析

针对GNSS信号中断时组合导航系统误差迅速发散的问题,提出了使用循环神经网络(RNN)来辅助组合导航系统的方法,RN N可以分别基于当前和过去的位置以及速度样本进行训练,使神经网络更好地处理系统中的时序信号,从而能够更加精确地预测SINS的位置和速度误差.采用无人机飞行试验数据验证了该算法在卫星信号中断时导航精度平均提升了77％,并且满足导航所需的实时性要求,与传统的径向基神经网络辅助的组合导航系统相比,其位置和速度的均方根误差平均降低了39％.     

基于SoC的GNSS接收机多系统兼容技术研究

分析了GPS,GLONASS,BD,Galileo多系统兼容的意义、可行性和关键问题,提出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容方法,通过中频采样技术、扩展时频二维展开的微弱信号快速捕获技术及基于存储码技术的相关通道、基于SoC的信号处理等方法,解决多系统在采样、捕获、跟踪、处理等方面的兼容问题;前端配备兼容型天线和射频,实现了多卫星导航系统兼容;并给出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容的实现结构及处理流程,搭建验证系统,实现了对各导航信号的兼容跟踪.     

基于GNSS卫星信号的多基SAR系统性能

为解决基于GNSS卫星信号的星机多基SAR系统信噪比低的问题,提出几种改善系统信噪比的方法.分析了GNSS卫星信号源的信号特性及GPS信号的雷达模糊函数,研究其作为多基SAR系统发射信号的适用性,推导了雷达方程,并分别对点、面目标的信噪比进行分析.结果表明:作为系统照射源的GNSS信号具有良好的距离、速度分辨特性.采用适当的信号处理方法,可有效改善系统信噪比,满足多基SAR成像的要求.     

铁路运输管理中GIS的应用

随着GIS技术的快速发展和铁路现代化的建设,GIS在铁路运输领域广泛应用。阐述了近几年来GIS在铁路运输领域的发展和应用,在列车运营监控、车站信号诊断、铁路货运营销等领域内的应用,并分析了各种GIS应用方式的特点,提出了应用的发展前景。     

多星座GNSS卫星轨道模型简化方法研究

为提高多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率,从卫星椭圆轨道的近似,统一同一星座卫星轨道半长轴长度,基于K-means算法对升交点赤经数据进行聚类划分与重新赋值这3个方面对模型进行了简化,并进行了仿真计算. 仿真结果表明,该方法的采用显著减少了需要显示的轨道数量,减少了完成模型渲染所需的时间,提高了每秒显示帧数. 多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率得到明显提高.