Costas环在无线扩频定位系统中的应用技术研究

分析了扩频定位系统中载波恢复和数据解调数学模型，设计了环路中应用的Butterworth低通滤波器和产生正交两路信号的Hilbert变换滤波器，在Simulink中建立了Costas环仿真模型。结果表明：该Costas环能够准确地实现扩频定位系统的载波恢复和发送端数据解调输出，理论仿真和实际工程实验基本一致。     

下一代GNSS导航系统中的MBOC调制及性能分析

下一代全球导航卫星系统中将采用混合二进制偏移载波信号调制方式,其中Galileo E1 OS拟采用复合副载波调制技术,GPS L1C拟采用时分多副载波调制技术。针对混合二进制偏移载波信号调制方式,首先对相关调制技术进行了描述,并通过Matlab仿真,分别从功率谱密度、热噪声码环跟踪误差和多径误差包络三方面,将MBOC(6,1,1/11)与伽利略系统最初拟采用的BOC(1,1)和传统GPS导航系统中的BPSK(1)信号调制方式性能进行了对比分析。结果显示,MBOC(6,1,1/11)具有更加丰富的高频分量和更好的自相关特性,且热噪声码环跟踪误差性能和抗多径性能均优于BOC(1,1)和BPSK(1)调制。     

高动态GNSS接收机载波跟踪环自适应最优带宽设计与试验

对于大多数高动态接收机,通常采用2阶FLL辅助的3阶PLL环路结构,由于存在FLL环路,导致跟踪精度的下降。针对卫星接收机的动态性能和信号载波功率噪声密度比,在综合考虑接收机跟踪环路中的各种误差源(热噪声、晶振误差、动态牵引误差等)的基础上,采用自适应最优带宽技术,设计一种适用于高动态的3阶PLL载波跟踪环。采用基于GPS数字中频信号的数字仿真和GNSS信号源对所设计的自适应最优带宽进行了验证,验证结果表明:在加速度为30g、过程中存在加加速度为30g/s的高动态情况下,采用18 Hz 3阶PLL不能对信号进行跟踪,而采用所设计的自适应最优带宽的3阶PLL环可以对信号进行可靠的跟踪;同时,和固定带宽接收机比较,所设计载波跟踪环环路能够跟踪50g的高动态Compass卫星信号,而采用固定带宽接收机失锁,并且定位精度优于1 m(2σ),测速精度优于0.2 m/s(2σ)。     

基于FPGA＋DSP的嵌入式GPS数字接收机系统设计

介绍了一种基于FPGA+DSP(高速数字信号处理器+现场可编程逻辑门阵列)模块化的数字嵌入式接收机系统设计.由天线及前端射频模块完成GPS信号的接收、下变频及A/D采样,充分利用FPGA的高速并行处理能力和可灵活编程配置的特点实现接收机的基带相关器和用户接口设计,并结合高速DSP的数字信号处理和丰富的片上外围设备实现接收机的信号处理、导航解算及系统间各部分的无缝连接.系统测试结果说明该数字GPS接收机具有功耗低、体积小、集成度高、工作性能稳定的特点.     

基于SOPC的单轴陀螺驱动环路设计

传统的微机械陀螺驱动环路采用模拟电路来实现,为了进一步改善陀螺的性能,设计出了基于SOPC(可编程片上系统)的数字驱动环路.采用FPGA为硬件基础,架构可编程片上系统,扩展ADC、DAC、RS422及EEPROM等相关外设接口,并嵌入软核CPU来处理相关算法.软件算法包括多路信号解调、数字滤波器及多个闭环控制.详细讨论了驱动轴频率控制环路和幅度控制环路的作用及其对微机械陀螺性能的影响.针对软核CPU的性能,对整个算法进行了优化,最终在软件计算时间和资源使用上都留有一定裕度,有利于后续加入更多功能.最终的实验表明,所设计的数字系统在-40℃到+85℃范围内正常工作,满足工业级的使用要求,实际使用过程比模拟的驱动环路更加方便,实现了微机械陀螺驱动环路的数字化.     

一种基于半毫秒积分的动态北斗信号载波频率牵引方法（英文）

针对动态下北斗信号频繁比特跳变引起锁频环鉴频错误进而导致环路失锁的问题,提出了一种基于半毫秒积分的载波频率牵引方法。在每毫秒的载波频率牵引过程中,首先提取两组位于同一数据比特时延下的半毫秒相关积分值,然后采用四象限反正切鉴频器对两组半毫秒相关积分值进行鉴频,再根据鉴频结果调整载波数控振荡器输出的本地载波频率,实现大范围载波频率牵引。以动态条件下北斗B3I信号为研究对象,进行了跑车试验和高动态环境模拟仿真试验,试验结果表明,所提出的方法不仅克服了比特跳变对锁频环的影响,同时将载波频率牵引范围扩大为传统方法的四倍左右(动态跑车实验验证了872.5 Hz下的有效性),适用于动态环境下的北斗信号处理,并且算法复杂度较低,易于工程实现。     

基于LabWindows/CVI的ASK＋DPSK数字信号的解调实现

为实现软件无线电中频数字解调功能,采用矢量信号发生器产生ASK信号,使用PXI-9820以60 MHz对ASK信号进行数据采样,基于LabWindows/CVI软件平台设计人机对话面板,自主编码产生ASK+DPSK数字信号.设计解调程序模块对ASK信号予以载波恢复,并完成对ASK+DPSK数字信号的解调.仿真结果与设计编码相符合,该平台的数字化方案实现载波恢复可以有效地消除多普勒频移对解调结果的影响.     

脉冲激光数字全息技术测量微形变

采用脉冲激光数字全息技术研究微小物体的三维形貌或形变等瞬态过程,实现应力场、流场及冲击波等超快物理现象的可视化诊断。通过对离轴数字全息中物参光夹角与CCD相机像素尺寸关系的理论分析,建立了小物参光夹角的脉冲激光离轴数字全息系统。该系统将单脉冲激光分成三束,通过调节光路中的反射镜,实现测试光与金属箔烧蚀光之间的时间同步,获得了激光烧蚀金属箔形变的动态图像,有助于研究短脉冲激光烧蚀金属靶产生的冲击波对物质微结构的影响。     

硅微陀螺仪驱动模态离散控制分析

针对硅微陀螺仪数字控制系统,为了有效控制陀螺仪的驱动模态,采用离散域(Z域)分析方法,全面分析、研究并实现了基于数字锁相环(DPLL)和数字自动增益控制的(DAGC)驱动模态控制。分别建立了基于离散域分析的相位控制模型和幅度控制模型,给出了相应稳定控制的参数条件,并且进行了仿真验证。最后设计了一种基于FPGA的数字化双闭环驱动控制电路。试验结果表明,室温条件下,驱动检测幅度相对变化量小于2′10~(-5),在温度变化-40℃~60℃条件下,驱动频率与自然频率的最大相对误差为8′10-6数量级,频率跟踪特性和幅度控制稳定性均达到了良好的效果。试验验证了硅微陀螺仪驱动模态全数字化分析的可行性。该数字控制系统方案实现了陀螺驱动模态的高精度控制。     

PVDF薄膜在金属层裂现象研究中的初步应用

主要介绍了一种基于聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)薄膜的同步触发器的原理设计.该种触发器利用PVDF薄膜和探针响应时间较快的特点,实现了微秒级的时间同步精度,解决了数字化闪光X射线成像系统应用于金属层裂现象研究中的同步时间关联技术难题,获取了不同飞行时刻层裂飞片的X光图片.     

结合数码显微镜的数字散斑相关方法精度分析及应用

结合数字散斑相关方法和一种新型的显微镜数码显微镜,提出了一种测量多晶材料晶粒尺度面内变形的新方法,并通过零变形校准实验、重聚焦实验和平移实验等一系列验证实验分析了该方法的精度和实用性.作为应用实例,对一种镍基合金试件进行了单向拉伸和疲劳实验,得到了晶粒尺度下具有较大应变梯度的应变分布图像.结果表明,该方法能够得到精确的位移测量数据,是一种理想的测量晶粒尺度变形的光测方法.     

数字闭环光纤陀螺信号处理方法研究

着重对全数字闭环光纤陀螺的信号处理方法进行了详细分析。研究了A／D和D／A转换器对光纤陀螺测试精度的影响,证明了通过数字滤波的方法提高光纤陀螺测试精度的可行性。     

Vibration parameter measurement using the temporal digital hologram sequence and windowed Fourier transform

Real time digital recording and numerical reconstruction of a temporal digital hologram sequence have become feasible in recent years. They provide a new measurement method which enjoys the valuable advantages of being full-field, noncontact and high precision. In this paper, a combined method of temporal digital hologram sequence and windowed Fourier transform is proposed to measure the kinematic parameters of random vibration. A series of holograms are recorded by CCD camera and the original phase can be reconstructed by Fresnel reconstruction algorithm. The three-dimensional windowed Fourier transform is used to filter noise in phase and extract the instantaneous kinematic parameters of the specimen, such as the displacement, velocity and acceleration. An experiment is conducted on a chloroprene rubber latex membrane. Results demonstrate that the proposed method determines the vibration parameters precisely and enjoys many merits.     

双轴速率位置台全数字化控制系统实现

讨论了一种适用于双轴测试转台的全数字化控制系统结构。该系统采用了多单片机并行实现的主从分布式控制方法，不仅大大简化了系统硬件设计，提高了可靠性；而且其控制器完全由软件来实现，易于实现模拟电路难以实现的复杂的控制规律；同时也为在不改变硬件的前提下进一步扩展系统功能，改善系统的动、静特性提供了基础。实验表明，文中提出的全数字化控制系统结构完全能满足双轴测试转台的控制需要。     

数字图像处理技术用于等倾线条纹的处理

本文利用数字图像处理技术,对光弹性条纹进行处理,实现了等倾线与等差线的分离,提高了等倾线的测试精度。同时利用微机系统进行主应力迹线的绘制,提高了主应力迹线绘制的准确性.     

数字散斑相关技术进展及应用

数字散斑相关技术是廿世纪末发展的一项光力学测量技术,历经20年各国学者的研究改进积累,目前已成为一种成熟的测量方法,并已成功地应用于力学测量中。本文回顾和叙述了这些进展,并列举在各方面的应用实例以进一步扩展其应用领域。数字散斑相关技术的八个关键问题即1.相关公式,2.搜索技术,3.亚像素搜索,4.散斑图,5.减噪,6.补偿技术,7.位移场至应变场转换,8.三维位移场测量。最后将叙述数字相关技术在材料测试、结构模型及实物监测、岩石力学、复合材料性能研究、生物力学等方面的广泛应用情况。     

各种极对数的高精度多级旋转变压器的轴角─—数字转换原理及软硬件实现

－国内国际常用的多级旋转变压器主要有１６对极，３０对极和３６对极几种。多级旋转变压器在导航设备中起着重要作用。本文叙述了其输出的高精度角度信号如何被计算机转换成数字信号，以便为主机显控提供数据，还从原理和软硬件实现方法上给出了一种实现方案。     

散斑与数字技术

本文总结了过去十年中散斑数字技术在力学、医学、无线电电子学和天文学中的应用和进展,以及在这些领域中所发展的各种新的理论、实验技术和实验方法。     

基于数字图像体相关的物体内部三维位移场分析

在二维数字图像相关算法的基础上,推导了三维数字图像体相关算法,并应用于物体内部的三维位移场分析。用计算机模拟方法对SR-CT重建的物体内部三维图像施加已知变形,对变形前后三维数字图像进行体相关运算,获得三维位移场。在计算亚像素位移时,本文提出了一种三维的基于灰度梯度的算法,给出了梯度函数,阐述了数字模拟三维体相关的计算过程,通过数字模拟实验证明了算法的正确性和可靠性。     

数字图象测量系统灵敏度分析

在目前常规图象分辨率基础上，对数字图象相关测量方法的灵敏度进行分析，给出了位移和应变测量的灵敏度，并讨论了影响灵敏度的有关因素，进而指出，数字图象测量系统特别适合于各种位移场的大变形场的定量测量，在配制了相应的光学观察仪器后。也基本适合一般变形场的测量。