Multi-path propagation of acoustical wave and time reversal field in a solid plate

The multi-path effect of the acoustical wave in a solid plate is studied. The multireflection and wave conversion of the cylindrical compressional and shear waves, which are excited by an infinite strip on a free surface of the solid plate, are analyzed thoroughly by the far-field approximation method. The concise analytical representations of the cylindrical waves are obtained. The time reversal processing is then applied to the propagation of the cylindrical waves and analyzed theoretically and experimentally. It is shown that the waves coming from different array elements and different paths all arrive at the original place after the time reversal operation. It indicates that the time reversal can compensate automatically the wave aberration caused by the multi-path effect. The self-adaptive focusing of the time reversal field is also analyzed quantificationally by the focusing gain and the ratio of the principal to the second lobe. The effects of the focus position and the aperture of the transducer array on the focused field are also investigated. It shows that theoretical and experimental results are consistent to each other very well.     

小波分析技术在GPS数据预处理中的应用

将小波分析技术应用于数据预处理,利用小波变换对GPS位观测值进行小波分解,可将GPS观测值分解为不同的频率成分,通过一定尺度上的带通滤波器进行滤波,就可以将特定的频率成分提取出来,而将其它成分滤去,从而有效地消除或削弱多路径效应及观测噪声的影响,提高GPS数据处理的精度.并运用Matlab语言进行了编程实现,对比不同基线长度下小波变换前后的预处理精度估值可知,经小波变换后的精度估值有了一定提高,表明了该方法的有效性与可行性.     

基于冰情检测环境的无线传感器网络路由协议研究

结合冰凌测报无线传感器网络中传感器节点能量受限、节点随着冰凌的产生与流动会出现在河道断面局部观测区域的冰凌测报无线传感器网络拓扑结构不断变化这一特性,提出了对贪婪周边无状态路由协议GPSR的改进策略GFSRI(GPSR-Improved),改进算法中采用图论模型,借助网络模拟器NS2(Network Simulator 2),对GPSR算法以及改进的路由策略GPSRI进行了模拟仿真实验,对路由算法中涉及到的关键参数的相关实验数据进行了处理分析.模拟仿真实验及评估结果表明,GPSRI在数据包转发的路由跳数、源和目的节点间端到端的传输时延方面与GPSR相比有较大的性能改进.     

EMD-RLS联合滤波算法及其在北斗多路径削弱误差中的应用

多路径误差是全球导航卫星系统高精度定位的主要误差源。针对北斗导航定位系统的多路径特性,结合经验模态分解(EMD)和递归最小二乘算法(RLS)算法的优势,提出了一种EMD-RLS联合滤波算法来削弱北斗多路径特性的影响。首先,利用EMD将原始信号分解成固有模态函数(IMF),利用两个指标将其细化成三类,即噪声IMFs、混合IMFs和信息IMFs;然后,利用RLS算法对混合IMFs进行滤波,将经RLS滤波后得到的"干净"的数据与信息IMFs进行重构,最终达到去噪结果,即得到北斗多路径误差改正模型。仿真数据和北斗实测数据的处理结果表明:EMD-RLS算法相对于EMD和RLS算法,降噪效果更好;其建立的多路径误差改正模型有效地削弱多路径效应的影响,N、E、U三个方向精度分别提高了39%、70%、58%。     

GPS/LEO掩星正则变换反演方法

利用无线电全息方法, 如正则变换方法或全谱反演方法, 可以有效地解决大气多路径条件下GPS掩星信号的反演问题. 本文采用正则变换方法反演掩星资料, 模拟仿真反演结果显示正则变换方法可以准确地反演包含大气多路径效应的信号. 在模拟信号的相位中加入不同程度的高斯相位噪声后, 正则变换方法的反演结果会受到不同程度的影响. 用正则变换方法对2007年第71天至73天共约4500个COSMIC数据进行处理. 将其折射率反演结果和atmPrf资料 (利用全谱反演方法计算得到) 一起, 与对应的ECMWF 分析场资料进行统计比较, 结果表明: 在5 km以下, 正则变换方法计算的折射率的相对误差的平均值普遍大于atmPrf资料. 其原因可能为: 正则变换方法将信号从LEO轨迹后传播至辅助屏, 造成孔径缩小, 精度下降. 同时也讨论了信号截断对低对流层中反演精度和掩星个数的影响. 关键词： 无线电掩星 大气多路径 多相位屏技术 正则变换方法     

基于帧的多描述视频编码及其错误隐藏

为了解决视频流在不可靠网络上的错误传播问题,使用基于帧的多描述视频编码,提出采用预测的预处理和后处理过程方案,实现了描述间的冗余插入|实现了几种不同复杂度,不同性能的错误掩盖算法以适应多样化的网络传输环境.仿真实验结果表明,这种编码系统能有效控制视频流的错误传播,并且编码后的数据流更能适应各种网络传输状况.     

交叉验证多路径匹配追踪水声矢量阵稀疏方位估计

水下运动目标的高分辨DOA估计和目标的左右舷分辨问题一直是水声阵列信号处理中的一个核心问题。矢量阵相比于声压阵具有天然的左右舷分辨能力和更高的处理增益,近年来得到了广泛关注。Capon等一些传统高分辨处理方法存在不能解相干源、需要多快拍处理以及对阵列流行误差敏感等多种问题。针对水声阵列信号处理领域面临的以上问题,利用声呐工作场景中空间目标的稀疏性,本文提出了一种基于交叉验证技术的多路径匹配追踪（Multiplepath Matching Pursuit with Cross Validation,CV-MMP）声矢量阵稀疏DOA估计算法。该算法采用交叉验证技术可以在未知场景中目标个数的条件下实现稀疏DOA的估计,相比于常规的声矢量阵Capon算法而言,可以在小快拍数甚至单快拍数条件下实现多目标的稀疏DOA估计以及高分辨能力。仿真和海试试验数据处理验证了提出的算法的有效性。      

AHP多路径排序度量转换中的非线性问题

由于不同测量条件下的测量结果不是线性可加,AHP用矩阵乘法实现多路径序转换值得商榷.自隶属度从只取"1或0"两个值扩展到可取[0,1]区间上一切实数,可表征界于"是"与"不是"之间所有可能"部分是"模糊状态时起,对二值逻辑的研究已拓展到研究近似推理的模糊逻辑.这是逻辑的一个新的研究方向,目的是在隶属度转换过程中,通过对人类近似推理本领进行规范,使得到的目标值是"真值"在当前条件下的最优近似.模糊逻辑的量化方法是数值计算;推理依据是区分权滤波的冗余理论;实质性计算是由冗余理论导出的、实现隶属度转换的非线性去冗算法;所建的隶属度转换模型也是不同测量条件下高维状态空间上测量结果的非线性可加模型.将一维测量数据映射到高维状态空间上表为隶属度向量,可借助隶属度转换模型解决AHP多路径序转换的非线性计算.     

GPS/INS紧耦合导航中多路径效应改正算法及应用

针对GPS伪距观测值受多路径误差影响较大,限制了GPS/INS紧耦合导航中导航精度提高的问题,在传统静态多路径消除方法的基础上,提出了导航过程中多路径效应动态消除算法,并应用于GPS/INS紧耦合导航。首先给出了GPS/INS紧耦合导航的动力学模型和观测模型以及静态定位多路径消除的方法,通过频谱分析探究了非差观测值序列的特殊性,引入了移动窗口提取动态导航过程非差伪距观测值的多路径,最后利用实测数据验证了算法的有效性。结果表明:对比没有经过多路径改正的组合导航算法,基于伪距多路径改正的GPS/INS紧耦合导航增强了滤波融合观测值的精度,减少了多路径效应对于伪距观测值的影响,平衡了伪距观测值和多普勒观测值的权重,提高了GPS/INS紧耦合导航的直接可测参数(位置、速度)和间接可测参数(姿态)的精度,北向、东向和高程三个方向的位置误差分别减小了18.8%、25.7%,和1.5%。     

基于水声传感器网络的多路径协同多跳通信研究

针对水声网络高误码、大时延的特点,借鉴提出了一种多路径协同多跳通信协议,该协议通过多路径、多节点的协同多跳中继通信以及冗余判决,来完成网络中端对端的远程数据传输。通过数值仿真试验分析表明:与普通的点对点直接通信和单路径多跳中继通信方式相比,此协议具有低误码、高能效的特点(距离与能量相同时,误码率低一至两数量级;限定误码率时,每比特能耗降低一个数量级),能够减少数据重发几率,提高网络的通信效率和工作寿命,特别适于水声传感器网络应用。