高精度同步输出多功能发射控制技术

针对现有的电磁探测发射控制系统输出同步精度低、输出信号存在累积误差等不足,提出高精度同步输出发射控制技术。设计以GPS自带时钟源和高精度恒温晶振协同作为系统时钟,结合各自的优点,在GPS同步时,由GPS自带时钟源信号作为系统时钟;在GPS无法同步时,利用GPS秒脉冲信号对恒温晶振输出的分频信号进行同步校正作为系统时钟;根据发射频点的特点,选择合理的校正周期,采用最小公倍数法对输出信号进行同步校正,减少输出频率的误差。研究结果表明:输出同步精度可以达到100 ns级,满足20 mrad以内的相位测量精度要求。利用FPGA强大的计数和分频功能,实现输出波形和频率的多样化。该技术可实现扫频和手动2种发射模式,输出满足频率域电磁探测和时间域电磁探测的多种波形,可扩展性强,同步精度高,满足多功能电磁探测发射系统的控制要求。     

基于GPS的破片测速多设备同步触发方法

针对破片测速多设备同步触发时易误触发，布线困难等问题，提出了一种基于GPS的破片测速多设备同步触发方法。利用GPS高精度的秒脉冲和UART时间信息周期性的同步设备系统时间；使用FPGA作为控制芯片，使用高精度晶振作为基准时钟，进一步降低误差。理论分析了在30秒同步一次情况下，双设备时间误差最大为8.4us，长时间GPS不同步时多台设备累积误差到达1ms时间为59分钟。利用示波器对GPS模块的秒脉冲信号精度做了验证，证明两个GPS模块秒脉冲之间误差在50ns以内。最后使用数据采集仪采集同一周期性三角波，设置为GPS触发方式。两台设备在同一时间触发，观察采集到的波形，两台设备的时钟误差在20us以内，验证了方案的可行性。     

基于北斗的电力系统时间同步装置设计

针对电力系统时间同步中单一时间源出现的信号状况较差或时间源切换过程中的误差等问题,采用北斗二号同步卫星以及GPS同步卫星的双时钟模式授时方案实现系统主时钟内部的时间在一定的精度内确保稳定的输出.系统充分利用现场可编程门阵列(FPGA)硬件方法快速的优点,通过IRIG-B码的编码解码,利用FPGA内部的PLL锁相环的PFD将VCO产生的内部时钟信号与输入秒脉冲相位对齐,使系统可以准确输出1PPS秒脉冲,为电力系统提供可靠的时间同步.     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明,无GPS辅助时,纯惯性导航在120s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明:无GPS辅助时,纯惯性导航在120 s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

海洋可控源甲板监控系统GPS对钟的设计与实现

为了实现发射装置、接收装置及海洋可控源甲板监控系统的同步,需要利用高精度的GPS对钟系统实现在海洋环境中同步对钟。首先对海洋可控源甲板监控系统作简要介绍;分析在海洋环境中如何应用GPS对钟系统实现监控船与深海探测装置的时域和频域的同步;重点研究了在海底探测装置中设置的GPS对钟系统的单片机实时时钟(RTC)与GPS卫星的PPS秒脉冲的同步,从而达到了海洋可控源甲板监控系统与海底探测装置同步采集数据的目的。     

陆基MMS中GPS/INS滤波器的探讨

陆基MMS(移动测图系统)是为满足现代工程建设和地理信息系统建立对数据采集的实时化和周期化要求而设计的3S(GPS,GIS,RS)集成系统.陆基MMS一般采用GPS(全球定位系统)和INS(惯性导航系统)的组合系统对载体进行定位,再由其它测图传感器获取载体与所测目标的相对空间位置关系,从而最终测取目标的地学空间位置.因此GPS/INS组合系统的精度对整个MMS的精度影响很大.目前,GPS/INS组合系统普遍采用卡尔曼滤波对两者的观测值进行滤波,但这种方法有不足之处.本文回顾了卡尔曼滤波在GPS/INS中的应用,提出了相应的改进方法,进而为改善MMS精度提出了举措.     

BD2/GPS高精度同步时钟装置的设计与应用

针对CCD(Charge Coupled Device)相机在探测脉冲激光光斑过程中曝光时刻与脉冲激光同步的问题, 提出一种利用超前预测方式同步触发CCD相机抓拍光斑图像的高精度时钟源设计方案。该装置主要采用北斗2导航系统(BD2： BeiDou2 navigation satellite system)/全球定位系统(GPS： Global Positioning System), 双模接收单元提供的协调世界时(UTC： Universal Time Coordinated）时间以及高精度秒脉冲（PPS： One-Pulse Per -Second）时间基准作为同步时钟装置的基准源, 并结合现场可编程门阵列(FPGA： Field Programmable Gate Array)高速时序计算与微控制单元接口技术, 保证CCD相机同步抓拍时间, 从而完成高精度的同步触发。实验表明, 该装置可以提供微秒级时间同步精度和标准授时信息, 有效地缩短了CCD相机曝光时间, 得到完整清晰的高信噪比脉冲激光光斑图像。     

基于量子遗传算法的RBF神经网络智能滤波组合导航算法

组合导航中标准卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波存在容错性和鲁棒性不足,处理非线性信号能力较弱的缺点.提出了基于量子遗传算法的RBF神经网络的智能滤波组合导航算法,通过RBF神经网络调节卡尔曼滤波增益,而神经网络参数由量子遗传算法进行调整优化.对捷联惯导系统(SINS)/全球卫星定位系统(GPS)组合导航系统进行了仿真实验,结果表明:该算法提高了导航定位的精度、鲁棒性和可靠性.     

卡尔曼滤波在无人机导航系统的应用

无人机具有在三维空间中的机动能力,能够进入人类很难到达的环境中完成许多危险的任务。针对无人机在未知环境中短暂GPS丢星的导航问题,根据GPS、惯性导航系统的各自优、缺点,设计了一种集中式卡尔曼滤波组合,即采用一个共同的卡尔曼滤波器对GPS和INS进行信息融合。测量数据取自最优估计后的GPS数据,滤波方程的状态矢量是惯性导航系统参数误差状态和GPS导航参数误差状态的组合,用来对原系统校正,增加了无人机导航系统的可靠性,提高了系统的精度和抗干扰能力。对保证无人机长久飞行及面临短暂丢星等方面具有较强的现实应用意义。     

光纤SINS/GPS组合导航系统分析

为提高光纤陀螺捷联惯导系统的精度,以光纤陀螺捷联惯导系统与全球定位系统（GPS Globle Position System）为研究对象,采用联邦卡尔曼滤波算法,构成了SINS/GPS(Strap-down Inertial Navigation Systerm/ Globle PositionSystem)组合导航系统。仿真结果表明,该算法能及时修正子滤波器的偏差,大大降低子滤波器的模型误差,进而提高整个滤波器的精度,并有效克服了滤波发散现象。     

舰船姿态的GPS测定方法研究

水面的起伏不平使得舰船上下、左右晃动,从而影响了舰船上的仪器装置对其它目标的测量精度.本文提出了一种用GPS来测定舰船姿态的方法,可为舰船上仪器的精确测量提供必需的校正,从而提高其测量精度.     

基于变分贝叶斯原理的SINS/GPS组合导航VB-CKF滤波算法

系统量测噪声统计量不准确能引起组合导航系统滤波精度下降甚至发散,在变分贝叶斯原理的基础上,以容积卡尔曼滤波(CKF)为基础滤波器,导出基于变分贝叶斯的自适应容积卡尔曼滤波(VB-CKF)算法,仿真结果表明：在SINS/GPS组合导航系统中,VB-CKF算法较CKF算法能有效减少系统量测噪声统计量变化对滤波精度的影响,是一种具有广泛应用前景的SINS/GPS组合导航滤波算法。     

基于FPGA和DDR3SDRAM的高精度脉冲发生器设计与实现

文章介绍了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)和第三代双倍速率同步动态随机存储器(third generation of double-data-rate synchronous dynamic random-access memory, DDR3 SDRAM)的1 ns精度脉冲发生器的实现方案。该设计在提高精度和增加指令存储空间的同时,兼顾了2 ns精度脉冲发生器多通道、可编程、可与外部时钟同步等特点。最后,通过金刚石中的氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)电子自旋拉比振荡实验验证了1 ns精度脉冲发生器相对于2 ns精度脉冲发生器的优越性。     

如何准确校正手持式GPS导航仪

在野外地质测量中使用手持式GPS应该达到一定的精度要求。要提高GPS的定位精度,只需在工作区内均匀选择5～10个控制点进行校正。求出图标点坐标值和对应实际点的仪器显示坐标值的差值,按照校正参数值与经维度变量的对应关系调节校正参数,可使GPS的定位误差小于6m。     

基于卡尔曼滤波的舰船传感器信号的小波阈值去噪

采用小波去噪中的阈值方法对舰船传感器的量测信息进行了去噪处理,从而降低了量测信息中噪声对卡尔曼滤波精度的影响.通过对实测船位数据的仿真,并与GPS船位数据比对,证明该方法有效地提高了卡尔曼滤波的估计精度,也使航行曲线更加地“光滑”.     

GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用

主要讨论了GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用。根据七号信令集中监测系统的体系结构及其各组成部分对时间精度的实际要求，具体分析了GPS时间同步原理及实现电路。并利用GPS授时系统构建七号信令集中监测系统远端站和中心站的时间同步系统方案。     

基于扩展卡尔曼滤波的GPS定位数据处理方法研究

由于GPS信号容易受到遮挡、干扰等影响,有时会存在较大的系统噪声和量测噪声,这将引起GPS的定位精度受到较大影响。研究了一种利用扩展卡尔曼滤波对GPS定位数据进行处理的方法。对扩展卡尔曼滤波算法进行了深入分析,并结合GPS应用建立了系统的动态模型,对滤波算法的初值和系统噪声的进行了探讨。通过实测GPS数据对扩展卡尔曼滤波算法进行了验证,实测结果表明该算法对GPS应用系统的定位数据有较好的滤波效果,可以有效的提高GPS的定位精度。     

GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用

主要讨论了GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用.根据七号信令集中监测系统的体 系结构及其各组成部分对时间精度的实际要求,具体分析了GPS时间同步原理及实现电路.并利用GPS 授时系统构建七号信令集中监测系统远端站和中心站的时间同步系统方案.     

水雷上浮弹道水声脉冲编码跟踪定位技术研究

根据同步水声脉冲测距定位原理,利用水下多信道GPS声纳浮标阵-雷载3D段定位技术,对上浮水雷进行跟踪定位。利用多频水声脉冲编码技术扩展水声脉冲发射周期,解决了测量周期模糊与测量数据量匮乏的问题。利用水雷状态感知和节能技术设计的雷载3D,段具有工作状态转换和长时间水声信号发射功能。利用球面交汇定位解法建立了系统跟踪定位精度仿真模型,通过仿真预测出系统同步精度、水声信号时延检测精度、GPS定位精度、水听器位置精度和声速测量精度对系统定位精度的影响,为此项技术的可行性和相关系列测控装备的研制提供了依据。