无人机分米波着陆系统仿真设计

仿真设计是研究无人机着陆引导系统的重要环节。分析并给出了分米波仪表着陆系统的导航信号和天线辐射场的数学模型。以此为基础,充分利用虚拟仪器软件labView的图形功能和数学计算功能,设计了无人机分米波仪表着陆系统的虚拟仿真系统软件。仿真结果表明,该仿真系统能较好模拟着陆过程中,飞机航向和下滑角的变化引起的天线辐射方向图的变化。仿真系统具有波形显示功能和方便的系统界面。     

基于缩比模型的微波着陆系统飞行检验HIL仿真

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大.根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,利用激光波束赋形容易实现的特点,使用可控的激光发射装置模拟微波着陆系统的角度制导天线的功能,辐射强方向性的具有特殊要求宽度和范围的激光扫描信号.应用电磁相似理论,根据某已完成MLS飞行检验的机场的环境建立缩比模型,利用激光在缩比模型下的传播模拟微波载波在机场场地环境下的辐射情况,建立机场微波着陆系统基于缩比模型的飞行检验半实物仿真系统.对该系统的可行性进行了深入的分析,包括激光波长、扫描速度等.系统采用MATLAB/RTW的快速原型化目标--xPC目标,进行机载接收信号处理的实时仿真.系统便于调试,仿真参数设置方便.     

磁浮列车电弧辐射特性及对航向信标影响分析

为了研究磁浮列车离线电弧对机场航向信标的影响, 选取了国内某磁浮线路离线电弧现象发生频繁的分段绝缘器处, 对列车的电磁辐射进行了测试。结合现场测试数据, 在电磁场仿真软件FEKO中搭建了磁浮列车及轨道模型, 分析了离线电弧在轨道和车体电磁屏蔽作用下的电场分布特性。之后，通过最小二乘的线性回归方法, 得到离线电弧在航向信标频段内的幅频特性。在此基础上，结合电波传播理论及GB 6364的相关要求, 以磁浮线路与机场跑道延长线平行、线路垂直下穿跑道两种情况为例, 分析了离线电弧电磁辐射对航向信标的影响。研究结果表明，磁浮线路下穿机场的情况下, 飞机着陆过程中接收信号信噪比满足标准规定的20 dB防护率要求; 磁浮线路与机场跑道延长线平行的情况下, 两者间距小于86.4 m时, 离线电弧可能会对航向信标造成影响。研究结果可为磁浮线路与机场间的电磁兼容性设计提供理论依据。     

大型障碍物影响下航向信标敏感区的划设

国际民航组织给出了仪表着陆系统航向信标(localizer, LOC)敏感区划设建议，但没有考虑大型障碍物的影响，也没有提供相应理论说明。中国民航正在提升仪表着陆系统的运行等级，必须评估大型建筑物对该敏感区的影响。聚焦机载LOC接收信号的调制度差(difference in depth of modulation, DDM),分析研究大型障碍物产生的LOC反射信号、边缘绕射信号及尖顶绕射信号对DDM的影响，基于双频20单元LOC阵列天线建立DDM计算模型，仿真分析了铁质和水泥材质大型障碍物在不同位置时对DDM的影响，获得了大型障碍物影响下LOC敏感区，并为国内某条实施III类运行跑道附近的机库改造提供相应建议。     

进近着陆系统多径效应仿真设计与实现

在分析进近着陆系统多径效应问题的基础上,提出利用电磁散射算法模型建立机场复杂环境的散射体模型库,通过不同特性散射体调用各自有效算法模型的方法,实现了进近着陆系统开阔场多径效应仿真,并利用IPO算法模型对停靠飞机多径效应进行了仿真,仿真结果证明了基于模型库的进近着陆系统多径效应仿真方案的可行性。     

等待接收遥测系统中接收信号变化规律研究

针对再入遥测信道的双径模型和三波束等待接收系统,利用天线的增益图函数,导出了弹头出黑障后接收信号功率的数学表示。并基于遥测信号合理化接收,导出天线覆盖范围的数值计算方法。仿真计算表明,天线覆盖范围调整后,不但接收信号功率分配更加合理,而且多径干扰更小;接收站距弹头落点越远以及天线波束越宽,多径干扰越严重。     

基于随机信标的水下SLAM导航方法

研究了基于随机信标的水下同时制图定位(simultaneous localization and mapping,SLAM)导航定位方法。信标导航是目前导航领域的研究热点,但往往需要提前对信标位置进行标定。对此文中提出一种无需位置标定的随机信标导航方法,即在信标随机散布的情况下,通过量测信标和航行器间的距离和方位,用SLAM方法对随机信标位置进行估计,从而实现对航行器的导航,并在不同的信标密度和观测误差下分析了其导航精度。仿真结果表明,该导航方法具有良好的收敛性和定位精度。     

多径干扰下扩频导航信号伪码跟踪性能仿真研究

分析了多径环境下扩频导航接收机伪码信号跟踪性能.主要分析了时延绝对值小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位跟踪误差的影响,给出了接收机伪码跟踪环的结构框图,并建立了环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上对存在单路多径信号时伪码相位跟踪性能进行了计算机仿真,并运用Matlab中的Simulink进行了具体的实现.     

基于模糊控制的WSN移动节点自主导航算法

设计了一种利用无线传感器网络(WSN)节点间通信信号强度信息(RSSI)及网络拓扑结构实现移动节点自主导航的方法。将机器人作为WSN的移动节点,利用RSSI势场量化的坐标空间描述机器人状态及目标位置,有效避免将RSSI值转换为距离时带来的模型误差。由若干个信标节点组成一个基于模糊控制的分布式导航系统,每个信标节点都是一个独立的模糊控制单元,最后由决策控制中心综合各信标节点的输出量决定机器人的航向。仿真和现场实验都表明该方法的有效性。     

一种反射面天线机电耦合分析的新方法

提出了一种反射面天线机电耦合分析的新方法.该方法基于反射面天线的结构分析,利用变形反射面单元的节点位移信息得到变形后的反射面的网格模型.在此基础上,通过使用物理光学法直接计算出变形反射面天线辐射场.该方法与现有分析方法相比,能够更真实地描述出天线变形对其电磁性能的影响.通过对7.3 m抛物面天线的仿真,验证了该方法的有效性.     

基于PO的进近着陆系统信道环境分析和仿真预测

针对机场环境日益复杂,进近着陆系统对于机场环境的影响十分敏感的实际问题,提出了一种基于物理光学理论(PO)的进近着陆系统信道环境分析和仿真预测方法。应用基于PO的信道散射环境分析方法,建立了系统的信号源模型和考虑信道环境影响的系统航道偏移模型,对受多散射体影响的信道环境下的进近着陆系统进行建模,结合实际问题,应用建立的模型对散射环境中的进近着陆进行了仿真,结果表明,基于PO的仿真预测方法能够较准确、合理地给出散射环境对系统的影响程度,具有预测机场配置物体对系统影响的能力。     

天线方向图在GPS仿真实验中的应用

利用Spirent公司的GSS6560 GPS模拟器建立了仿真平台,将载体姿态和接收机天线方向图加入到仿真过程中,模拟了载体姿态变化和天线方向图对接收到的卫星信号的影响,针对有无天线方向图和载体姿态变化的不同情况进行了对比实验,分析了卫星信号强度的变化过程,验证了载体姿态变化对接收机工作情况的影响,为GPS接收机测试和有GPS参与的组合导航系统半实物仿真提供了更加真实的仿真环境。     

半主动式导弹低空多路径效应的计算

对于半主动式多普勒导弹低空多路径效应给出了一个完整的仿真模型 ,它包括雷达天线模型、地面散射模型和目标模型三大部分 ,针对不同的目标航迹、导弹航迹和地物类型 ,通过它们的几何关系和散射关系结合起来。其中最重要的是地面散射模型 ,本模型可对低空目标的多路径效应进行功率计算。如果给定天线的有关参数 ,还可以对测角误差进行预估。最后给出了一些具体结果。     

舱内动环境对捷联惯导外杆臂误差补偿影响机理分析

分析飞行器舱内复杂动环境对捷联惯导的影响是提高惯性导航精度的技术难题之一。在仅考虑横向振动和线性系统的假设前提下,将舱内捷联惯导等效为简支欧拉梁和阻尼弹簧振子混合系统,给出了舱内动环境条件下的动力学微分方程并求解其响应,得出作为确定性矢量处理的外杆臂随混合系统响应出现随机变化是造成捷联惯导加速度计外杆臂误差补偿不完全的重要原因,结合外杆臂误差的计算方法,推导了其随机变量的数字特征和动环境下误差表达式。在此基础上,通过仿真飞行计算,分析了外杆臂误差补偿不完全对导航迭代解算的影响。     

机场助航灯光强动态检测仿真系统的实现

针对机场助航灯具光强检测车调试时随机误差多和工作状况不稳定的问题,构建了机场助航灯光强动态检测仿真系统。仿真系统以机场助航灯具光强检测车检测软件为基础,应用数字仿真技术,对机场助航灯具光强检测车各硬件设备和助航灯光进行了数值仿真。建立了测距系统、照度和颜色检测系统、助航灯光、行驶系统、助航灯定位系统的仿真模块,应用多线程技术与检测软件配合,实现了在单个计算机上的实时仿真。实际应用表明,该仿真系统能够实时仿真机场助航灯具光强检测车对助航灯的检测过程,逼真度高,实时性好,使用方便,完全消除了随机误差对系统调试的干扰,对机场助航灯具光强检测车的研制具有重要的辅助作用。     

基于多径效应考虑的微波着陆系统天线设计方法

为实现最大程度地降低场地环境的多径误差影响,提出了一种MLS(Microwave landingsystem)角度引导天线设计方法.该方法在深入研究场地环境多径误差的基础上,通过定义多径误差因子,给出了引起的测角误差的三方面因素:多径与直达信号电压比、天线波束宽度及多径信号微分偏移量,建立了多径测角误差与天线参数波束宽度和旁瓣电平的关系.以特定环境的MLS方位天线设计为例,给出了保证天线性能的条件下天线孔径尺寸、旁瓣电平和多径误差之间的确定性平衡关系,为MLS设计人员考虑多径误差情况下判定天线参数提供了一种有效的途径.     

基于阵列天线的UWB定位方案研究

为实现简单而精确的定位,提出了一种基于阵列天线的超宽带(ultra wideband, UWB)定位方案。在定位源末端设置4根阵元天线,用于检测未知节点发射的UWB信号,各天线接收的信号经统一的中央处理单元,只需单个定位源就能完成未知节点的三维定位。通过UWB多径信号检测算法进行到达时间差(time difference of arrival, TDOA)估计,无需收发两端时钟同步,且避免了使用复杂的波束赋形技术。同时,提出了一种UWB多径信号检测算法,在分析误差模型对定位精度影响的基础上,以IEEE 802.15.4a信道模型的CM1~CM8为依据,对方案进行了误差性能仿真实验。结果表明,所提方案可实现精确定位,误差达厘米级。