GNSS浮标导出多普勒速度测波应用研究

高精度的GNSS位置或速度是利用GNSS浮标研究海浪运动规律的关键。基于不同测速模型,GNSS浮标单站原始多普勒、单站导出多普勒速度和PPK载波位置差分速度精度展开对比分析;在此基础上对速度进行积分,提取波面位移,进行功率谱分析得到表面波浪的波高和周期。通过海上数据实测发现,单站导出多普勒相比于单站原始多普勒测速精度更高,以位置差分实测波面位移为参考,单站导出多普勒更能满足波浪观测的精度要求。该方法仅需一台GNSS接收机,不需要架设岸边基站,为GNSS浮标深远海观测应用提供一定的参考。     

深空探测用数字开环多普勒技术初步研制及其在嫦娥一号探测任务中的应用

基于数字无线电技术, 开发了用于卫星视线方向速度测量的无线电开环多普勒测量方法和技术原理样机. 并在嫦娥一号卫星测轨任务中进行了观测试验, 利用卫星转发的S波段载波信号进行开环多普勒测量. 结果显示, 在1 s积分情况下, 嫦娥一号卫星的开环多普勒测量精度RMS达到3 mm/s（1σ）, 这已经与目前使用的USB （Unified S-Band, 统一S波段）测速数据的精度水平相当. 这个测量精度主要受制于上行站原子钟的短期稳定度. 进一步通过两站开环差分测量的办法, 可以有效地消除信号发射时的原子钟频率漂移和不稳定性, 使得测量精度RMS提高到1 mm/s （1σ）. 开环多普勒数据和差分数据已经开始尝试用于嫦娥一号卫星的定轨, 数据的精度评估和科学应用也将逐步展开. 这项技术的研制成功将对我国未来深空探测有重要的意义.     

低轨导航星座多普勒定位模型及性能分析

相较于北斗、GPS等全球卫星导航系统（GNSS）,低轨道卫星（LEO）具有更加显著的多普勒频移效应,有助于增强GNSS定位、导航和授时（PNT）服务性能。针对当前可用的LEO导航信号少,无法满足地面用户瞬时定位的问题,研究提出了基于一个由288颗LEO卫星构成的Walker星座,选取仿真了9个全球均匀分布的地面站多普勒观测值,建立了瞬时多普勒定位数学模型,并评估了其潜在的服务性能。结果表明：在中低纬度地区,LEO可视卫星为10~ 15颗左右,多普勒定位精度因子（PDOP）达到500 ~ 600;而在中高纬度地区,LEO可视卫星数达到30颗以上,对应的PDOP值降至180左右。静态多普勒定位可实现厘米至分米级精度,动态定位可实现瞬时分米至米级精度,高纬度地区的定位性能显著优于中低纬度地区。     

基于码多普勒补偿的微弱GNSS长码快速直接捕获算法

为提高全球导航卫星系统（GNSS）的抗干扰能力,要求在不借助于短码辅助的情况下对长码进行直接捕获.传统长码直接捕获算法针对的是正常接收信号.当信号被遮挡或干扰以后将变得十分微弱,此时已有算法将面临严峻挑战.为此,本文提出了一种基于码多普勒补偿的长码捕获算法.该算法根据所搜索的载波频率格进行码多普勒补偿,可以大大延长预检测积分时间从而改善捕获性能.仿真结果表明,新算法能有效减小码多普勒影响,在相干积分时间为1ms非相干累加次数为300情况下,捕获灵敏度可达-183dBW.     

利用GNSS信号地表穿透特性反演土壤湿度的思考

利用全球导航卫星系统干涉信号（GNSS-interferometric reflectometry, GNSS-IR）进行土壤地表湿度反演具有无需信号源、探测区域宽广等特点，受到了国内外研究机构的广泛关注. 为解决传统GNSS穿透模型结构复杂的问题，根据几何构型给出了GNSS-IR计算天线相位中心与地表实际反射面垂直距离的方法，通过仿真不同土壤湿度下的高度测量偏差，建立了与GNSS信号理论穿透土壤深度的线性关系，以及与土壤湿度的反比例关系. 考虑到卫星高度角的变化对高度反演的影响，采用修正的测高模型，并利用Lomb-Scargle谱分析的方法计算了高度测量偏差. 为减少地表植被对反演天线相位中心距离地表实际反射面垂直距离的影响，利用归一化植被指数对高度测量偏差进行了修正，同时建立了GNSS信号高度测量偏差与土壤湿度的一阶反比例模型，最后对该模型进行了验证. 结果表明，对于长时间大尺度变化土壤湿度的场景，利用GNSS信号地表穿透特性进行土壤湿度反演有着很好的效果.      

一种基于地心坐标转换的系统误差修正方法

在利用地心坐标完成从雷达站球面坐标到指挥中心直角坐标的转换中，当考虑到地球自转、地形因素及重力作用时，所采用的地球模型与地球实际水准面并不重合，坐标系的坐标轴与实际之间存在着垂线偏差。在对上述因素进行分析的基础上，找出了一种修正偏差的方法，并给出了其计算过程，对提高防空系统的坐标转换精度具有重要意义，对于以后大型分布式系统的进一步研究具有借鉴作用。     

基于m码码型变换提高多普勒血流测速分辨力的新方法

为了提高多普勒血流测速的分辨力,提出了一种基于m码的新的编解码调制方法.通过回波波形、稳恒流、脉动流的仿真实验证实,本算法能较精确地测得指定区域的血流速度,性能明显优于Shiozaki算法和标准m码算法,可以提高多普勒血流测速的精度.     

一种改进的北斗导航卫星伪距码偏差建模方法

基于多路径组合观测值分析了中国北斗卫星导航系统存在的伪距码偏差特性。针对现有的伪距码偏差修正模型,提出了一种改进的建模方法。利用历元间单差MP组合观测值对倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和中轨卫星(MEO)中每颗卫星的伪距码偏差分别进行建模。最后通过HMW组合观测值对各修正模型进行评估,比较和分析了不同修正模型的表现。结果表明:对于北斗IGSO和MEO卫星,改进后的修正模型相比于已有的模型在修正码偏差上平均提升约20%;在部分卫星和高度角上提升程度平均可以达到30%。     

毫米波调频步进雷达运动补偿方法研究

毫米波调频步进（chirp-step frequency , Chirp-SF）雷达是一种距离高分辨率雷达,但是存在严重的距离 速度耦合问题,所以实现运动目标的距离高分辨必须进行运动补偿。文章提出了一种把脉冲多普勒（Pulse Doppler）测速和基于Chirp-SF信号的时域相关法测速相复合的方法。仿真结果表明该方法测速精度高,算法简单,速度快。     

改进的斜视机载合成孔径雷达RD成像算法

距离一多普勒算法是合成孔径雷达成像处理中最常用的方法之一,通过在距离一多普勒域中插值来校正距离徙动.研究了机载合成孔径雷达在小斜视角下的成像算法,给出了机载斜视SAR的空间几何模型和回波信号特点.提出了改进的RD算法进行距离走动的校正,避免了插值运算,从而降低了计算复杂度.方法能满足小斜视角下的机载SAR成像处理,并进行了计算机仿真.理论分析和仿真结果表明:改进的RD算法是有效的,在峰值旁瓣比和积分旁瓣比几乎不变的情况下成像时间缩短了近3倍.     

超声多普勒回波信号瞬时幅度和瞬时频率估计的新方法

对脉冲超声多普勒回波信号模型进行了改进，并在改进模型的基础上，提出了一种基于非线性能量算子ψ的检测超声多普勒回波信号瞬时幅度和瞬时频率的方法．该方法具有跟踪信号瞬态变化的能力，计算量小，很容易做到实时．仿真结果和对颈动脉超声多普勒回波信号的分析，都证明了该方法的可行性．     

一种新的星载SAR多普勒调频率的估计方法

估计星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）的多普勒调频率,建立星载ＳＡＲ方位向信号相位的多项式模型,通过差分处理,使调频率的估计变换为频率的估计,采用频率估计方法估计多普勒调频率。通过估计精度和计算量的理论分析,指出该方法在保证一定估计精度的情况下,可以较大地减少计算量,最后利用ＲＡＤＡＲＳＡＴ的数据对算法进行了验证,给出了多普勒调频率的参数估计结果,并利用该参数进行了成像处理,验证了该方法的可行性和有效性,这种多普勒调频率估计方法可以应用于实时成像、快视成像和粗成像。     

输电线路离散化飞鸟回波多普勒信号的提取

报道一种基于飞鸟散射模型的用于高压输电线路飞鸟回波多普勒信号的提取方法,采用单频连续波来研究飞鸟的回波特性.这种研究方法重点分析了多普勒雷达模块的探测方法,并介绍了多普勒信号放大电路的设计.通过该设计能很好地提取出反应塔杆附近的飞鸟活动情况的多普勒信号,从而达到检测飞鸟、消除鸟害的目的.     

一种利用Michelson-Morley动态干涉仪技术的多普勒调制器

介绍了一种利用Michelison—Morley动态干涉仪技术的光调制器，其工作原理完全区别于传统的波器调制技术．利用被测样品自身运动产生的多普勒频移在干涉仪光路中造成的干涉场的交替变化，作为调制频率来实现主动的光调制，使被测目标区别于光线路径上一切静止的光学元件和背景，极大的改善了微弱信号探测的信噪比，从而实现了传统光调制技术所不能克服的光学“淹没”噪声测量．     

用LDV测量旋转流场的窗口效应分析

在应用激光多普勒测速仪测量旋转流场时，如果测量窗口随着旋转流着一起转动，就会产生窗口效应问题，实验研究和理论分析表明，如果测量体积与测量窗口之间的距离太小，由由窗口旋转速度引起的多普勒信号就会进入测速仪的接收系统，该信号将干扰甚至掩盖流场速度信号而导致测速失败。     

多普勒效应的系统研究

通过对大量关于多普勒效应的文献研究,总结出多普勒效应的特性;提出用瞬轴法研究多普勒效应的思想,然后采用瞬轴法研究了经典范围内各种情况的多普勒效应.避免了已有文献的方法不统一、变量繁多、过程复杂等不足;不仅揭示出它们之间的联系,而且更加突出多普勒效应的物理本质.     

DS-CDMA系统多普勒、时延及信道的联合估计方法

针对多用户长码、带限DS-CDMA上行链路系统中存在的大多普勒频偏、多径时延及多径信道复增益等参数的联合估计问题,推导出基于根升余弦成型的多普勒、时延、多径衰落信道共同作用下的长码、带限多用户DS-CDMA上行链路接收信号模型,将信号表示为仅由导频及多普勒决定的可逆矩阵以及由时延和信道复增益决定的带限多普勒加权复合信道响应.提出一种基于此模型的非结构化间接估计算法即导频辅助下波形匹配-最小二乘并多级网格搜索算法,估计多普勒频偏及复合信道响应,并通过复合信道响应及基于波形匹配的贪婪算法估计时延和信道复增益.对本文算法进行蒙特卡洛仿真,仿真结果表明,在大多普勒条件下,本文算法可对时延、多普勒、信道复增益有良好的估计性能.      

UDV非接触式测量的壁效应及其校正模型

为了校正商用超声 Doppler测速仪由于没有考虑壁效应而在 Doppler角度和测量位置的确定上引起的较大误差 ,对超声 Doppler测速仪 (UDV)在非接触式测量的壁效应进行了实验研究。从超声传播和界面折射的基本规律以及测量体积的基本概念出发 ,利用系统提供的时间信息 ,建立了壁效应的校正模型。应用此模型对系统软件给出的Doppler角度和测量位置进行校正 ,消除了壁效应给测量带来的误差     

分数维调制Z轴的声谱图及其包络的提取

在分形理论的基础上，对多普勒声谱图进行了分数维分析，首次提出了以多普勒信号的分数维为Ｚ轴调制的声谱图，并应用于提取多普勒信号中的最大频移（最大速度），对这种新方法的优缺点也进行了探讨。     

基于Fizeau干涉仪的直接探测多普勒测风、激光雷达研究

回顾了基于Fizeau干涉仪的多普勒测风激光雷达的基本原理，在对测风雷达的主要参数说明的基础上，分析了多通道探测器的选择以及由于干涉仪圆形口径引起的通道间的能量修正系数问题，最后对基于Fizeau干涉仪多普勒测风激光雷达雷达系统的风速测量误差进行了数值模拟．结果显示，研制中的基于Fizeau干涉仪的多普勒测风激光雷达系统在5km以下范围内，风速测量误差可以达到0．56m／s（30s积分实际时间）．