张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测

“张衡一号(简称ZH-1)”卫星搭载的三频信标机(tri-band beacon,TBB)载荷,能够对站链上空的电离层进行高精度测量.为检验TBB载荷在电离层监测中的应用效果,本文利用2018—2019我国中低纬地区TBB观测数据,采用求均值及多项式拟合的方法对各月份F₂层峰值电子密度(N_mF₂)数据进行处理,分析N_mF₂的半年变化特征;将2018-08-26磁暴当天与宁静日的电子密度作差值,分析电子密度对磁暴事件的响应特征.结果表明：TBB观测数据能够有效监测电离层变化,正确反映站链上空电离层变化规律;在磁暴事件中,观测到了电子密度的变化过程,其准确地反映了正暴相的特征,证明在重要天气事件中,这一手段能够获得较为准确的观测数据.     

GPS TEC硬件偏差估计方法的有效性

以我国GPS广域差分系统(WAAS)电离层误差改正问题为背景，利用分布在不同纬度上的8个GPS台站2000年2日到60日连续59天的观测数据，评估了典型的GPS TEC硬件偏差求解方法的精度和有效性。结果表明，采用同样的求解方法，处理磁暴期间以及磁纬较低台站的数据得出的结果的稳定性明显下降。因此，在求解GPS TEC硬件偏差值时，审慎选择所利用的观测数据和方法是十分必要的。     

一种基于LSTM与IRI模型的电离层层析TEC组合预测方法

电离层总电子含量（total electron content, TEC）作为评估无线电波穿过电离层时产生误差的主要物理量,对其准确的估算以及预测具有重要的研究意义.本文结合电离层层析算法反演重构的TEC数据,提出一种基于长短期记忆（long short-term memory, LSTM）与国际参考电离层（international reference ionosphere,IRI）模型的组合预测模型,实现了对欧洲上空平静态电离层的TEC预测,并与IRI梯度法、LSTM网络预测结果进行对比.实验结果表明：IRI梯度法提前1 h能够产生理想的预测结果,提前2 h与3 h的预测精度明显下降;LSTM模型在提前2 d的预测结果表现良好,但随着迭代预测时长的增加预测结果中出现较多异常值.统计误差显示,本文所提出的组合预测模型相比于IRI梯度法预测性能更为稳定,对单一LSTM模型修正效果明显,消除了预测结果中大部分异常值,有效提高了单一模型的预测精度.组合预测模型与实际层析TEC之间的预测均方根误差(root mean squared error, RMSE)为1.1 TECU,与欧洲定轨中心...     

基于频带分割法反演电离层TEC参数

星载合成孔径雷达(SAR)系统会受到电离层带来的相位影响,降低星载SAR系统成像质量,对低频段宽带星载SAR尤其明显。为了消除电离层对星载SAR带来的相位影响,基于陆地观测技术卫星2号(ALOS-2)星载SAR数据,采用距离向频带分割法来估计电离层电子总含量(TEC)参数。验证推导距离向频带分割法的最优估计精确度,并利用ALOS-2数据,采用距离向频带分割法反演得到二维电离层TEC参数分布,分析了距离向分辨单元数对反演精确度的影响。另外,分析了雷达图像不同区域采用距离向频带分割法的估计精确度。结果表明频带分割法具有很强的鲁棒性,可以有效地反演电离层TEC参数分布,同时距离向分辨力单元数和成像区域场景地形起伏也影响反演电离层参数的精确度。     

OFDM系统中多普勒频偏估计技术仿真研究

研究了移动信道中的最大多普勒频移估计技术。分析了一种基于循环前缀的多普勒频移估计算法,该算法通过计算正交频分复用（OFDM）符号已有的循环前缀的相关函数来获得最大多普勒频移。采用广义平稳非相关散射下的多径时变瑞利信道模型,对各个算法进行了仿真试验,比较了各个算法的性能。仿真结果表明,利用多普勒分集技术,可以显著降低误码率,提高系统在移动环境下的性能。     

水下目标回波的多普勒频移仿真与研究

在水声环境中,由于发射和接收平台之间的相对运动,多普勒频移是无法避免的。提出了一种基于牛顿插值的回波多普勒频移仿真方法。该方法只用到相对径向速度,而不必知道发射脉冲的类型和频率参数,且具有仿真数据量小,精度较高的优点,可以很好地满足仿真系统逼真性和实时性的要求。该方法已用于研制成功的某型声纳仿真系统中,证明了该方法的正确性和有效性。     

电波大气折射误差精细化修正系统设计与验证

针对高轨卫星S/Ka频段厘米级高精度测距系统大气折射误差修正需求,设计了可工程化实现的大气折射误差精细化修正系统.系统主要通过基于微波辐射计的微弱微波辐射信号接收技术、自定标技术、湿延迟模型构建、折射率模型构建提高对流层环境探测精度,通过基于GNSS硬件延迟估计技术研究提高电离层环境探测精度,进而提升大气折射误差修正精度.在我国青岛、海口、昆明、拉萨及满洲里五个典型气候地区的试验数据分析表明：对流层折射率误差均方根偏差约为3.64 N单位,较大的地区为海口和青岛,分别为6.3 N单位和5.2N单位,且试验期间不同时刻的折射率误差差距较大,体现了沿海地区气候时空变化较为明显的特性;电离层垂直电子总含量平均值为1.19 TECU,较大的地区为昆明和海口,分别为1.4 TECU和1.92 TECU,体现了低纬度地区电离层变化较为剧烈的特性.大气折射误差精细化修正系统可以提供高精度的对流层、电离层折射修正值,验证内容和结果具有代表性,可以为高轨卫星高精度测定轨提供支持.     

利用微波调制激光技术测速的实验研究

为了验证微波调制激光技术进行速度测量的可靠性,构建了一套通过微波调制激光技术测速的实验系统。利用激光作为载波,微波作为模拟调制信号对激光信号进行强度调制,光电探测器对信号光强度进行直接探测。利用射频电路,获得多普勒频移数据反演发射端和接收端相对运动速度。同时通过测量运动距离和时间计算平均运动速度,作为第三方数据,用于与微波调制激光技术测速的数据进行比较。理论分析了这套系统的原理并对其进行了实验验证。实验结果表明,利用微波调制激光技术测速的数据与第三方数据平均偏差小于2.0%,符合性好。     

利用PDM技术实现DWDM-CO-OFDM超高速传输的研究

基于偏振模复用(PDM,polarization division multiplexing)技术,提出一种密集波分复用(DWDM)相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统。系统中,PDM在提高系统容量的同时不会降低系统性能,DWDM可以成倍的提高单个光纤的传输容量,进而使CO-OFDM信号在单个光纤中超高速传输成为可能。同时,采用限幅选择映射(SLM,selected mapping)算法以降低OOFDM系统峰均功率比(PAPR)。利用Optisystem光学仿真软件仿真表明,在发射端满足光信噪比(OS-NR)不小于18.9dB情况下,原始100Gb/s的CO-OFDM信号能够在单模光纤(SMF)中传输1 000km,且整个系统的误码率(BER)不大于10-3。采用限幅SLM算法后,单通道PAPR值降低了4.39dB,但达到10-3BER付出了0.6dB的OSNR代价。     

Ku波段锁相上变频技术在VSAT通信系统中的应用

本文介绍基于锁相技术的Ku波段上变频器,重点论述了一种特殊形式的锁相环——移频锁相环(OPLL),给出了Ku波段锁相上变频器的实现原理和方法,并结合实现OPLL的几项关键技术,对典型电路进行了分析。最后,给出了关键电路的试验结果。     

OFDM技术的模拟研究

正交频分复用技术是实现高速数据传输的一种有效手段,具有高频谱效率,高数据传输,强大的抗多径能力等优点,已经成为4G的核心技术。文章着重介绍了一些相关技术的发展背景和基本原理,着重讲解了基于导频信号的OFDM系统的导频信道估计算法,文章主要对梳状导频插入的LS算法、LMMSE算法进行重点研究分析。     

Research on the acquisition and tracking simulation system of light beacon in satellite-ground optical communications

The study on the acquisition and tracking simulation system in satellite-ground optical communications is presented here. By applying global positioning system (GPS) coordinate calculation, the time needed in initial acquisition of light beacon can be reduced largely. Smith predictor is applied to compensate the mechanical hysteresis of tracking system and to improve the dynamic performance of the system. Tracking experiments over a 16 km distance on the ground are conducted to verify the tracking of light beacon in satellite-ground optical communications. The standard deviation of horizontal coordinates is 35.3568 μrad and the maximum offset is 209.3675 μrad in stable tracking.     

SSL VPN技术研究及仿真分析

SSL VPN技术利用SSL协议提供的基于证书的身份认证、数据加密和消息完整性验证机制,为用户远程访问公司内部网络提供了安全保证。基于SSL VPN系统的基本构架,使用GNS3模拟器仿真SSL VPN系统,在远程用户和内部网络之间构建基于SSL的VPN,实验结果表明SSL VPN在点对网互连方面有较好的易用性和安全性。     

ZigBee信标同步算法设计与仿真

由于受到时钟准确性和精度要求的影响,传统网络中的时间同步算法已经不能满足无线传感器网络的要求.根据ZigBee郊术的特点,研究了基于CSMA-CA机制的具有针对性的信标同步算法.给出了相应的算法分析、算法流程,以及在NS2平台中的仿真结果与性能分析,同时给出了在信标网络与非信标网络中的效果对比.     

导弹仿真中误差组合技术研究

数字仿真在导弹中的作用越来越大.而导弹在使用过程中必然存在有误差,例如制导站测量误差、姿态角装订误差,惯组测量误差(3个加表和3个陀螺)等,综合考虑这些误差,对误差原理进行整理和分析,寻找出同方向一致的规律性,找出组合中构成导引头角度预定最大偏差,减少仿真次数,大大加速导弹的数字仿真过程.     

A beacon navigation method for autonomous vehicles

A method for navigating autonomous vehicles is presented. Based on the three-point problem from land surveying, this navigational technique makes use of angular measurements between fixed beacon pairs. Extremely accurate position information can be obtained over a large area with simple trigonometric or analytic geometry calculations. Typical worst-case errors are of the order of 10 cm throughout a 2500 m² workspace. An experimental position-measuring system has been built and tested, and it demonstrated the ability of this technique to function as a key element in a navigation system for autonomous vehicles     

基于实时仿真平台的DSP技术研究

在实时仿真技术为电力电子技术研究的重要课题之一的背景下,以DSP作为控制器,FPGA为仿真器实现目标实时仿真平台。针对DSP传统和模型化两种开发方式,提出基于Matlab/Simulink和Embedded Coder的控制器算法开发方法。在实时仿真平台上,设计并实现两电平三相逆变电路、三电平三相逆变电路、单相逆变电压瞬时值反馈电路的实时仿真。根据平台仿真结果可知,模型化开发方式可以缩短控制器算法开发周期、提高开发效率、降低开发风险。     

二维扩展信标的数值模拟研究

通过在信标初始光场上附加均匀分布于(-π,+π)的随机相位,提出了一种二维扩展信标大气传输数值模拟方法,并验证了其可行性。不同于卷积法与逐点扫描法,该方法具有不依赖信标强度特性、有效反映大气湍流对信标成像影响以及计算成本相对固定等优点。针对不同尺寸的扩展信标,获得了扩展信标在Shack-Hartmann传感器焦平面上的成像,分析了真空传输以及大气湍流传输条件下,所需的最小随机实现次数。为进一步研究扩展信标对自适应光学系统校正效果的影响奠定了模型基础。     

基于非规律变化信标球数据的精度检验新方法

针对测量船施放信标球时经纬仪观测数据存在时间不连续、有效数据段落短的问题,提出了基于不连续数据开展精度检验的新思路,利用自适应信息检择算法、拟合残差法解决了非等时距变化的不连续数据野值检择难题,实现了基于经纬仪数据的精度评估和处理流程设计,完成了船载雷达距离零值、标定参数的精度检验.