基于矢量延迟锁定环路的GPS信号跟踪算法

提出的VDLL（vector delay lock loop）方法直接估计用户位置信息,由于用户物理动态有限,与传统的独立通道码环相比,跟踪的维度和带宽都更小,所以该方法具有更强的鲁棒性．阐述了VDLL与传统独立通道码跟踪环的本质区别,建立了VDLL的非线性系统模型,推导了系统观测量与传输延迟估计误差的具体线性化关系,确立了观测误差方差矩阵的计算公式;然后对非线性系统模型进行线性化,给出了多卫星联合跟踪下用户位置更新的EKF（extended Kalman filte—ring）滤波算法．通过仿真验证了模型的可靠性,并通过仿真结果的比较,表明了矢量码环优于传统跟踪环．     

GPS系统C/A码跟踪环的研究及FPGA实现

C/A码跟踪环是GPS接收机的重要组成部分.本文主要讨论了GPS系统的C/A码产生原理,C/A码跟踪环的结构及各个组成部分的工作原理,并给出相应的FPGA设计方案,以及基于上述规格要求的片上测试与仿真结果.     

非等量采样伪码跟踪环建模分析

针对基带非等量采样伪码跟踪环参数优化设计问题,给出了非等量采样伪码跟踪环的MATLAB建模方法与部分代码。结合1 023 chip平衡Gold码延迟抖动跟踪环路模型与归一化点积功率型鉴相算法,给出了非等量伪码采样实现与环路仿真流程。同时,给出其环路滤波器误差输出曲线和环路再生伪码与接收信号中伪码的互相关函数曲线。仿真结果表明:在相同激励信号条件下,当采样频率小于4倍伪码速率时,该采样频率大约在2 k Hz的变化范围内,环路的伪码互相关函数曲线仍具有较好的对称性能。     

基于延迟锁定环超宽带通信信号的跟踪算法

对传统延迟锁定环(DLL:delay-locked loop)进行改进,以满足超宽带UWB通信信号跟踪的需要.通过给跟踪控制器定义2个新的规则,提出了适用于超宽带通信信号的跟踪算法,对鉴相特性和鉴相器输出噪声统计特性进行了理论分析,并给出了加性高斯白噪声信道下计算机仿真的结果.结果表明,通过适当选择参数tDLL和η1,所提出的跟踪环具有较大的跟踪范围和较小的跟踪抖动.     

带常值偏差的机动目标跟踪数据处理方法

机动目标跟踪中的系统误差是影响跟踪精度的关键因素之一。为了抑制系统误差带来的影响,本文提出了基于UKF的常值偏差估计的机动目标跟踪处理方法,通过对状态变量的扩维处理,不仅能有效抑制动力学模型非线性和观测模型非线性带来的模型误差,还能对观测模型中产生的系统误差进行估计,从而提高机动目标跟踪精度。仿真实验表明,在测距和测速跟踪模式下,测距系统误差能有效估计出来,常值偏差不会对跟踪精度产生影响。     

机械装配偏差源及其偏差传递机理研究

分析和研究机械装配偏差源和偏差传递机理用于机械装配精度的预测,机械装备的偏差源按照装尺寸、形位精度、定位精度等影响装配功能的因素可以大致分为三类,即装配位置偏差、几何位偏差和几何形状偏差,建立偏差源的统一表达形式,分析机械装配中零件之间和零件内部的偏差传递机理以及相互作用,明确机械装配中偏差传递的偏差流类型,偏差流可通过偏差向图来进行表达,通过建立机械装配偏差有向图来表达偏差传递和装配功能之间的关系。本文就机械装配精度预测进行简单的说明,着重介绍了机械装配偏差源及其类型,并对机械装配偏差源偏差的传递机理进行了研究。     

基于双码时延间隔的GNSS矢量跟踪环路

针对传统GNSS接收机在弱信号下工作性能不理想的特点,分析了传统接收机和矢量接收机的工作原理,归纳总结了传统接收机在弱信号下的性能缺陷;在弱信号下对比传统标量接收机与矢量接收机的跟踪性能,提出用设置双码时延间隔的方法来优化矢量跟踪性能。用矢量跟踪来弥补传统接收机在弱信号下的缺陷。仿真结果表明:在载噪比15～22 dB情况下,采用双码时延间隔EKF算法的矢量接收机跟踪性能要优于传统标量接收机,且比采用单码时延间隔的矢量接收机码跟踪误差还要小约20 ns。     

利用北斗单星三频载波数据估算码偏差的方法

卫星导航系统码间硬件延迟偏差是电离层解算的主要误差来源,在高精度定位时,码偏差需要加以计算和消除.本文提出了通过北斗单星三频无电离层组合、线性回归假设及载波硬件延迟模型进行估算北斗接收机载波相位码偏差的方法,直接计算接收机的码偏差.通过采用实测的北斗单星三频载波数据,验证了该方法对于码偏差大于1μs时是有效性的.此方法提高了北斗二代测试期间数据质量分析水平,增强了北斗接收机软硬件的开发测试能力.     

等量采样伪码跟踪环的MATLAB实现

针对伪码数字跟踪环路参数优化设计,提出了基带伪码数字跟踪环的实现方案。讨论了伪码数字跟踪环的参数设计方法,给出伪码基带跟踪环路的MATLAB设计流程,仿真结果表明,该伪码基带数字跟踪环的实现方案可行,且可以完全在数值域实现。     

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%。     

一种基于锁角环路的DOA估计定位跟踪

为了解决传统移动目标波达方向估计定位跟踪过程中,实时性差、精度低、计算复杂度高的问题,提出一种基于锁角环路的DOA估计定位跟踪算法.该算法采用锁角环路(DiLL)结构实现信号的波达方向(DOA)估计和定位,并实时随信号角度变化自动调整方向,以实现信号方位的跟踪.为了减小非线性和噪声对定位跟踪性能的影响,通过UKF滤波将估计目标信号的干扰消除,以提高信号方位定位跟踪的精度及系统的稳定性.仿真结果表明:该算法能够得到较高分辨率的DOA估计信号,能够对多个移动目标的方位进行有效定位跟踪,系统的精度、效率和稳定性也较高.     

多步时滞随机系统的适应跟踪

研究了多步时滞随机系统基于ＥＬＳ算法的适应控制问题，建立了多步时滞系统的ＥＬＳ算法，并推得用该算法辨识系统参数的收敛速率。证明了闭环系统是全局稳定的，且对参考信号的跟踪达到最优。     

OFDM系统中一种改进的全数字定时跟踪环

将全数字锁相环应用到OFDM系统的定时跟踪中时,有两个重要的问题需要解决,即误差信号归一化的问题和锁相环在多径衰落信道条件下容易失锁的问题.针对这两个问题,提出了合适的解决方案.即通过采用一个中间分支来解决误差信号归一化的问题,通过多径搜索来解决锁相环容易失锁的问题.研究结果表明,建议的解决方案可以真正有效地解决OFDM系统中的定时跟踪问题,并使锁相环在多径衰落信道条件下仍能正常工作.     

强跟踪滤波器在高动态GPS信号跟踪中的应用

为解决在高动态环境下GPS接收机跟踪环路中频信号失锁的问题,提出了一种基于线性强跟踪卡尔曼滤波器(STKF)理论的GPS信号跟踪环路.此跟踪环路以码鉴相器和载波鉴相器输出作为观测量,利用线性强跟踪卡尔曼滤波器对高动态环境下的码相位误差、载波相位误差、多普勒频率误差以及多普勒频率变化率误差进行估计,并将估计结果反馈给跟踪环路的数控振荡器,从而产生准确的本地载波和本地码.仿真结果表明,在GPS信号载噪比为45 dBHz时,线性强跟踪卡尔曼滤波器跟踪环路在多普勒频率变化率为5.0 kHz/s时仍能可靠跟踪,而传统的基于PLL/DLL和环路滤波器的跟踪环路在1.8 kHz/s时已经失锁.     

具有采样时延的多智能体系统的一致性跟踪

针对存在采样时延的多智能体系统的采样控制问题,提出了一类基于领导-跟随模型的有界一致性跟踪协议.运用时延分解技术、增广矩阵方法和频域分析方法,得到了确保系统实现有界一致性跟踪的充要条件,系统的收敛性由网络拓扑结构、采样周期及采样时延等因素决定.通过数字仿真,进一步验证了所提出协议的有效性.     

Quantitative analysis of the performance of vector tracking algorithms

Vector tracking changes the classical structure of receivers.Combining signal tracking and nav-igation solution, vector tracking can realize powerful processing capabilities by the fusion technique of receiving channel and feedback correction.In this paper, we try to break through the complicated details of numerical analysis, consider the overall influencing factors of the residual in observed da-ta, and use the intrinsic link between a conventional receiver and a vector receiver.A simple meth-od for performance analysis of the vector tracking algorithm is proposed.Kalman filter has the same steady performance with the classic digital lock loop through the analysis of the relation between gain and band width.The theoretical analysis by the least squares model shows that the reduction of range error is the basis for the superior performance realized by vector tracking.Thus, the bounds of its performance enhancement under weak signal and highly dynamic conditions can be deduced.Simu-lation results verify the effectiveness of the analysis presented here.     

强跟踪滤波器在被动跟踪中的应用

在目标被动式跟踪中广泛应用的伪量测变换估计器(PLE)具有良好的误差收敛性.然而由于等价噪声和状态的相关性,该估计器的估计是有偏的.提出的强跟踪滤波器(STF)通过强制白化残差具有自适应地校正估计偏差和迅速跟踪状态变化的能力.STF已经在非线性系统时滞估计、故障诊断与容错控制方面取得了很好的效果.结合PLE和STF,提出了一种自适应伪量测变换估计器(APLE).APLE减小了状态的估计偏差,同时对目标的初始值具有极强的鲁棒性.计算机仿真验证了APLE算法的有效性.     

互联非线性时滞系统的分散式自适应跟踪控制

为了实现系统对目标轨迹的快速准确跟踪,针对一类互联非线性时滞系统,提出了一种分散式自适应跟踪控制策略。通过使用极限学习机来处理系统中的未知非线性函数,引入Lyapunov-Krasovskii函数来处理未知时滞,结合反演控制技术和动态面控制技术,实现分散式自适应跟踪控制;基于Lyapunov稳定性理论以证明所设计的控制策略可以保证闭环系统跟踪误差一致且最终有界稳定,并借助两级化学反应釜系统验证所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略能够有效处理系统中的非线性项与系统时滞,实现对目标轨迹的快速准确跟踪。所提策略能克服未知非线性和未知时滞对系统的影响,可为处理复杂非线性时滞系统提供参考。