Research and implementation of continuous wave radar ranging method based on tri-frequency

In the traditional dual-frequency radar ranging system,there is a contradiction between ranging precision and ranging distance.So a tri-frequency ranging method is proposed.The principle of the tri-frequency ranging is that the distance can be achieved by transmitting the three frequencies and then measuring the three phase difference and calculating the number of wavelength.What's more,range ambiguity will not occur within a certain distance.The experimental results show that,if the waveband is 0.47 ~0.57 m,the measurement of unambiguous distance of 25 ~500m can be realized.If the wavelength tolerance error is less than ± 10~(-7) and the phase error is less than ± 10~(-3),the precision of the distance ranging can reach 10~(-6).     

相位法激光测距系统

为了提高测量精度,论述了相位法激光测距的原理和提高测量精度的方法.着重对频率产生电路、差频测相和数字鉴相电路进行了比较深入的分析与讨论.从理论上论证了差频测相的原理,举例说明了数字鉴相对测量精度的影响.最后针对频率漂移、相位测量等原因引起的测量误差,提出了相应的解决措施,提高了系统的测量精度和稳定性.     

基于伪码测距的弹射试验测试系统

提出了一套基于伪码测距的弹射试验测试系统设计方案.将GPS定位和精密授时与伪码测距相结合用于弹射试验的测试,在保证测试精度前提下,提高了数据更新率,适应了弹射试验高动态测试的要求.机载测站与地面多个基站构成测试数据链路,采用伪码测距获取原始数据,测试系统的时标和空间参考坐标由基站的GPS模块进行自动标定.事后解算处理获得定位数据.测距定位的精度受测试系统几何布局的影响,详细分析了在伪码测距误差既定的情况下,测试基站的布局对测试定位精度的影响,对测场范围内的测量误差分布进行了仿真计算,并根据误差分布给出了合理的测试基站布局.     

基于相关滤波的绝缘子跟踪与测距算法

针对旋翼无人机进行输电线路巡检的应用场景,通过基于相关滤波的跟踪算法,实现绝缘子的跟踪并适应尺度的变化。在滤波器的训练过程引入核函数,构建出更加鲁棒的滤波模板。通过gabor滤波器,在HSV颜色空间提取绝缘子的纹理特征。采用两个并行的相关滤波器,分别用于位置和尺度的定位。在此基础上,通过最大类间方差法,对图像中绝缘子进行分割,按照相机成像原理,计算绝缘子与无人机之间的相对距离。算法能够实现绝缘子的实时跟踪并适应尺度变化,以及计算无人机与绝缘子之间的相对距离,为无人机智能化巡线提供技术支持。     

基于码相关测距的MPSK性能分析

以8PSK为例介绍了MPSK信号的调制方式和解调系统。针对要求的系统提出了一种新的码相关测距方法,即利用解相关峰来控制起止计时脉冲。并设计了对应的解调系统框图。在此测距方法的基础上,对8PSK和BPSK进行了信噪比和精度的理论对比分析和实验仿真。仿真结果表明:在信噪比方面,同样的采样频率下,8PSK相对于BPSK信噪比下降很大;在精度上,8PSK相对于BPSK有所提高。为8PSK用于码相关测距提供了一定的借鉴和参考。     

基于双目视觉技术的高压输电线路巡检机器人在线测距

为实现巡检机器人在线测距的实时性和可靠性,对传统测距算法进行改进,提出一种用于高压输电线路巡检机器人视觉导航的双目实时测距算法,左右摄像头相互协作,在左摄像头障碍识别的基础上对线路障碍物进行预设取点,然后通过两摄像头对所取点进行测距,随着机器人前进不断更新障碍物到镜头的距离。实验结果表明:该测距算法具有速度快、精度高和实时性强等优点。     

GNSS导航电文空间信号测距误差分析

空间信号测距误差(Signal-In-Space Range Error,SISRE)描述卫星广播星历误差和钟差参数误差在用户平均星站方向的投影,是影响用户定位授时精度的关键因素.本文以事后精密轨道和钟差参数为基准,分别评估Galileo,GPS和BDS-3卫星的广播星历轨道用户测距误差(User Range Error,URE)、钟差参数误差、SISRE的大小和特征.结果表明,Galileo,GPS,BDS-3的SISRE分别为0.14,0.49,0.35 m.三者的广播星历轨道URE分别为0.14,0.27,0.09 m.三者的钟差参数误差分别为0.14,0.41,0.35 m.Galileo广播星历径向轨道误差和钟差参数误差之间具有很强的相关性.两者相互抵消,可有效降低Galileo卫星的SISRE.不同类型GPS卫星的钟差参数误差和SISRE有明显区别.随着GPS卫星的更新换代,其钟差参数误差和SISRE会逐步降低.BDS-3卫星具备与GPS和Galileo卫星显著不同的特征:(1)BDS-3卫星广播星历轨道径向误差和钟差参数误差的相关性较小,自洽性较差;(2)BDS-3卫星广播星历轨道URE较小,而钟差参数误差较大.其中,BDS-3卫星的广播星历轨道URE小于Galileo和GPS,但是其钟差参数误差对SISRE的贡献显著大于Galileo和GPS.通过比对上述卫星的SISRE大小及特征,指出提高钟差参数精度是提高BDS-3卫星空间信号精度的关键.     

基于非线性波导四波混频的波长变换技术

对光纤四波混频(FWM)效应的机理及相位匹配条件进行了分析,讨论了两种利用FWM进行波长变换的方案：在零色散波长附近利用相位匹配实现波长变换和利用泵浦光强度的非线性效应来实现宽带波长变换．探讨了此项技术目前存在的问题：入射光与泵浦光的偏振态不匹配;信号和泵浦之间的相干程度．提出采用短的高非线性光纤是一种有效的解决方法．     

K波段测距仪基带信号跟踪处理研究

为了精确解算星间距离及距离变化率,从而恢复地球重力场,介绍了一种在K波段测距系统中的基带信号跟踪处理方法,这种方法依据数字锁相理论,给出了环路的结构框图及KBR基带信号模型,同时给出了KBR基带信号跟踪环设计方法和仿真参数的具体确定,最后以图和表格的形式给出了Matlab仿真结果,结果表明这种方法能很好地跟踪重力卫星动态,精确地提取载波相位,可使得静态相位跟踪误差小于10^-4Hz,动态情况下能保持稳定跟踪,对恢复地球重力场有重要意义。     

802.16e系统周期测距的软件设计和实现

测距作为WiMAX上行链路调整时间偏置、功率信息和载波频率的一种方法,在系统接入和通信过程中起着重要作用。深入研究了基于ARM处理器的802.16e系统正交频分多址(orthogonal frequency division multiple ac-cess,OFDMA)物理层的周期测距的软件设计与实现,给出了802.16e系统OFDMA物理层的周期测距算法和流程、周期测距码的发射和检测原理以及周期测距模块的C语言设计。在搭建的测试平台上进行链路测试,结果表明此方案是可行的。     

基于相对测距的水下目标定位算法

在没有星基、地基及水下时空基准信息的辅助下,为解决对水下目标精密定位问题,提出了一种基于水面舰船间相对测距和目标到达角的水下机动目标定位算法(UTPA)。通过联合水面舰船间电磁波相对距离观测和水下声学测角信息建立定位方程,考虑到目标定位方程求解中的异类信息融合权比失配问题,利用Helmert方差分量估计完成目标相对位置的迭代求解。Monte Carlo仿真表明:基于Helmert权比自适应调整的UTPA的定位偏差仅为典型的单平台声学定位技术的10%。     

连续窄带调频超声波测距方法

传统的连续调频超声波系统尽管具有平均输出功率高的优点,却需要使用宽带超声波传感器.本文提出了一种连续窄带调频的超声波测距方法.此方法的一个重要特点是,通过窄带调频技术,可用普通的超声波传感器取代宽带超声波传感器应用于传统的连续调频超声波系统中.     

基于毫米波雷达的机场跑道异物检测方法研究

机场跑道异物(foreign object debris, FOD)时刻威胁着飞行器的安全,机场引进异物检测系统,希望能快速、准确地检测出跑道上的各种异物,保障飞行器的飞行安全。文章针对异物检测系统在机场的特定工作环境,对基于线性调频连续波体制的毫米波雷达的异物检测系统展开研究。首先对机场跑道背景下的杂波信号进行建模分析,然后利用维纳滤波原理对杂波进行抑制,提高跑道异物的信杂比,最后基于实测数据对回波信号进行仿真给出了检测结果。结果表明该系统性能良好,在各类环境中均可达到相关部门对机场跑道异物检测系统的设计要求。     

基于误差估计的非线性红外光谱波长选择法

为了解决定量关系不符合 Beer定律的红外光谱波长选择问题 ,提出了基于校正模型定量误差估计的波长选择方法。该方法从光谱点噪声对校正模型的误差影响角度出发 ,对每个光谱点的定量性能进行评估 ;利用这个评估结果对利用波长子集建立的模型误差进行了理论估计。这种方法在对光谱点的误差估计过程中考虑了光谱数据的非线性特点 ,因而能够处理非线性光谱数据的波长选择问题。仿真实验表明 :该方法的波长选择是成功的 ,并且其效果优于基于线性运算的遗传算法     

分布式雷达超分辨成像的MUSIC方法

多重信号分类(MUSIC)方法已在单基地雷达的超分辨成像中得到较广泛的研究,然而将该方法直接应用到双/多基地形式的分布式雷达超分辨成像上,则会面临收发分置带来的散射信息解相关和波数相位分解等问题.为此利用三维空间平滑和双重线性插值对MUSIC方法进行了改进,给出了分布式雷达超分辨成像的最小信噪比显式表达及其快速计算公式,并据此分析了超分辨成像性能.仿真结果验证了这种基于收发分置形式的MUSIC超分辨成像方法的有效性.     

基于延时线模型的UWB混沌调频信号测距技术的研究

提出一种新型的基于延时线模型的超宽带混沌调频信号测距技术,从理论上推导了该信号的测距克拉美-罗界,结果表明测距精度与信噪比(SNR)、调频指数以及载波中心频率成正比.仿真并分析了该技术在测距系统中和多用户干扰存在时的测距均方根误差性能,结果表明,该技术相比于一般的高斯脉冲雷达检测技术在对抗多用户干扰时有着明显的性能优势...     

改进型波控算法在FPGA中的研究与实现

相控阵雷达波束控制系统的性能极大地影响雷达功能的发挥,文章采用基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)芯片实现波束调度,具有速度快、可靠性高、控制灵活及便于扩展等特点;然而FPGA芯片不具备浮点运算功能,无法进行实时计算。文章将查表法和实时计算法相互结合,取长补短,规避了FPGA无法完成浮点运算的缺陷,又节约了码表存储的内存空间,具有广泛的工程应用前景。     

基于keystone变换的噪声调频连续波雷达高速目标探测

针对目标高速运动导致严重多普勒色散的问题,提出基于keystone变换的距离徙动校正方法。根据噪声调频连续波无周期性的特点,对回波信号采用等间隔重叠分段法进行频域相关处理。结合快速离散时间尺度变换算法,能够实现高效的长时间相参积累。无需先验知识,能处理多目标场景。通过仿真实验验证了该方法的有效性,并与传统时域相关法进行了比较和分析。当目标未出现距离徙动时,该文方法和时域相关法对目标输出信噪比的提升效果基本一致。当目标出现距离徙动后,时域相关法的输出信噪比迅速下降,恶化程度与徙动严重程度成正比,而该文方法经距离徙动校正后的输出信噪比则基本不受目标速度的影响,且仍随积累时间的增加而增大。     

检相式激光测距系统原理与基于CDEF的相位测量

论述了检相式激光测距的原理,提出电路实现的整体方案,着重介绍了由CDEF（复杂可编程逻辑器件）实现的数字鉴相方法,给出鉴相原理图’由于CDEF具有高速度和高带宽等优点,因此测相精度较高.