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基于CAF相参积累的多载波信号时频差估计算法 预览
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作者 欧阳鑫信 杨宇翔 +1 位作者 山峰 贺青 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1881-1886,共6页
多载波信号具有丰富的频域信息,相参积累能够拓宽信号的有效带宽,克服单载波信号带宽窄导致时差(time difference of arrival,TDOA)、频差(frequency difference of arrival,FDOA)参数估计精度不高的问题。以多载波信号的检测定位为背景... 多载波信号具有丰富的频域信息,相参积累能够拓宽信号的有效带宽,克服单载波信号带宽窄导致时差(time difference of arrival,TDOA)、频差(frequency difference of arrival,FDOA)参数估计精度不高的问题。以多载波信号的检测定位为背景,研究了基于多个载波信号互模糊函数(cross ambiguity function,CAF)相参积累的TDOA/FDOA参数估计算法,为多载波信号的无源定位提供高精度的定位参数估计方法。基于接收信号模型,推导了多载波信号的互模糊函数,从TDOA/FDOA两个维度分析了不同载波信号CAF的相位关系,通过相位补偿实现了多载波信号CAF的相参积累,并从理论上分析了TDOA/FDOA参数估计的性能改善情况。蒙特卡罗仿真表明,提出的多载波信号相参积累TDOA/FDOA估计算法性能明显优于单载波信号的估计性能,性能改善情况与理论分析一致。 展开更多
关键词 多载波 时差 频差 互模糊函数 相参积累
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高低轨双星时频模糊雷达信号的频差估计算法 预览
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作者 山峰 贺青 +1 位作者 夏畅雄 欧阳鑫信 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期61-68,共8页
针对高低轨双星定位系统中,雷达信号定位参数估计结果同时存在时差与频差模糊的问题,分析了相参脉冲串信号的模糊特性;利用粗略配对的脉冲串获得到达时间差序列,避免了对时域高度密集的脉冲进行配对的难题;在此基础上,提出了对时差序列... 针对高低轨双星定位系统中,雷达信号定位参数估计结果同时存在时差与频差模糊的问题,分析了相参脉冲串信号的模糊特性;利用粗略配对的脉冲串获得到达时间差序列,避免了对时域高度密集的脉冲进行配对的难题;在此基础上,提出了对时差序列进行中心差分计算频差粗估值实现频差模糊消除的方法;推导得出了频差粗值误差随着辐射源载频的增加、脉冲到达时间测量误差的增大、时差差分间隔的减小而增大的结论。仿真结果表明,频差粗值误差与理论值一致;通过设置合理的差分间隔,得到无模糊的频差粗值以后,频差精估精度逼近CRLB。新算法便于工程实现,对长基线定位系统中雷达信号的频差估计具有一定参考价值。 展开更多
关键词 相参脉冲串 频差模糊 时差差分 高低轨双星定位
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窄带跳频信号的无模糊时差估计算法 预览
3
作者 山峰 欧阳鑫信 贺青 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期798-805,共8页
针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法--单跳时差平均法与相关函数... 针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法--单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大. 展开更多
关键词 跳频信号 时差模糊 单跳时差平均 相关函数包络拟合 模糊消除
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接收机多通道相位一致性测试方法与试验 预览
4
作者 欧阳鑫信 贺青 +1 位作者 张晓勇 山峰 《电信技术研究》 2019年第2期1-6,共6页
接收机通道一致性是很多基础应用的前提,是衡量接收机性能的重要指标。单个接收机中多通道的一致性问题已有部分研究,而在时频差定位系统中涉及到多个接收机之间的时频差,需要考虑的是多个接收机之间的多通道一致性问题。对此,本文针对... 接收机通道一致性是很多基础应用的前提,是衡量接收机性能的重要指标。单个接收机中多通道的一致性问题已有部分研究,而在时频差定位系统中涉及到多个接收机之间的时频差,需要考虑的是多个接收机之间的多通道一致性问题。对此,本文针对接收机多通道的相位一致性进行分析,提出了一种基于多载波信号互相关函数的多通道相位一致性分析与测试方法。提出的方法分两个维度进行综合分析与测试,一是多载波信号相关函数相位差分分析,二是多载波信号相关函数相参积累的时差测量和输出信噪比性能提升分析。最后搭建了试验系统对本文提出的方法进行了试验测试,在两个维度分别利用不同长度的试验数据进行了分析与测试验证,测试结果表明被测系统的多通道相位一致性误差在0.001弧度以内,多通道的时差估计可以实现相参积累,验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 通道一致性 相位 测试
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一种低轨双星雷达信号无模糊频差估计算法 预览 被引量:1
5
作者 山峰 贺青 +1 位作者 欧阳鑫信 夏畅雄 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期1275-1283,共9页
针对低轨双星组合接收低脉冲重复频率(LPRF)雷达信号的频差(DFO)估计存在模糊的问题,提出一种基于时差差分的频差无模糊高精度估计算法,该算法通过对高精度的时差测量值进行中心差分获得无模糊的频差估值。仿真结果表明,新算法能对PRF低... 针对低轨双星组合接收低脉冲重复频率(LPRF)雷达信号的频差(DFO)估计存在模糊的问题,提出一种基于时差差分的频差无模糊高精度估计算法,该算法通过对高精度的时差测量值进行中心差分获得无模糊的频差估值。仿真结果表明,新算法能对PRF低至300 Hz的雷达信号进行无模糊的频差估计,估计精度在信噪比高于15 dB时逼近克拉美劳下界,可有效扩大低轨双星时/频差定位系统对LPRF信号的适用范围。 展开更多
关键词 相参脉冲串 低脉冲重复频率 频差模糊 时差差分 低轨双星时/频差定位
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基于凸优化的小孔径圆阵波束形成研究与仿真 预览 被引量:1
6
作者 贺青 罗来源 山峰 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第4期15-18,40共5页
传统天波超视距雷达接收阵列孔径大难于部署,采用小孔径接收阵列可以降低阵列规模,但是由于阵列孔径下降,波束形成的增益和主旁瓣性能均有损失,影响信号的空域接收和后续处理能力。为此采用最小噪声功率和最低峰值旁瓣的两种凸优化... 传统天波超视距雷达接收阵列孔径大难于部署,采用小孔径接收阵列可以降低阵列规模,但是由于阵列孔径下降,波束形成的增益和主旁瓣性能均有损失,影响信号的空域接收和后续处理能力。为此采用最小噪声功率和最低峰值旁瓣的两种凸优化波束形成方法,改善小孔径圆阵波束形成的性能。考虑到上述两种方法性能改善能力有限,提出一种二次凸优化的波束形成方法,以一次凸优化波束形成的结果为输入建立优化模型进行求解。仿真结果表明,提出的二次凸优化波束形成方法在一次凸优化基础上进一步降低了主瓣宽度,旁瓣性能得到较大改善,在一定程度上弥补了小孔径圆阵的性能损失,为小孔径超视距目标探测提供了一种可行的空域处理方法。 展开更多
关键词 小孔径圆阵 超视距目标探测 凸优化波束形成 最小峰值旁瓣 最小噪声功率
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基于小孔径超视距目标探测的OFDM—LFM发射波形设计 预览
7
作者 贺青 罗来源 山峰 《空军工程大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2015年第5期56-60,共5页
针对传统天波超视距雷达接收阵列孔径大的问题,提出一种基于小孔径的超视距目标探测方法。分析了阵列孔径减小后信号接收与处理的性能损失,在此基础上采用正交频分复用线性调频信号,从发射信号设计方面提升系统性能。首先对信号进行... 针对传统天波超视距雷达接收阵列孔径大的问题,提出一种基于小孔径的超视距目标探测方法。分析了阵列孔径减小后信号接收与处理的性能损失,在此基础上采用正交频分复用线性调频信号,从发射信号设计方面提升系统性能。首先对信号进行建模,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了优化模型并进行求解。仿真表明,采用正交频分复用线性调频信号可以提升距离分辨率,采用凸优化的算法后脉压峰值旁瓣为-26.28dB,旁瓣电平平均值小于~50dB,距离门内和距离门外噪声/干扰的抑制能力得到提升,改善了小孔径超视距目标探测的处理性能。 展开更多
关键词 小孔径圆阵 正交频分复用线性调频信号 峰值旁瓣抑制 凸优化
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小孔径超视距目标探测中的OFD-NLFM发射波形设计 预览
8
作者 贺青 罗来源 山峰 《电讯技术》 北大核心 2015年第10期1124-1129,共6页
针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题,提出了一种正交频分非线性调频(OFD-NLFM)的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模,详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控... 针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题,提出了一种正交频分非线性调频(OFD-NLFM)的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模,详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控制因子的选择方法,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了脉压输出噪声功率最小的优化模型并进行求解。仿真表明,提出的正交频分非线性调频信号具有较好的正交性,采用凸优化加权算法后脉压主瓣宽度比传统线性调频信号降低约1/3,峰值旁瓣为-31.22dB,旁瓣电平平均值小于-100dB,具备更低的抗噪声和干扰性能.从波形设计和脉压处理角度改善了空域滤波性能的不足。 展开更多
关键词 天波超视距雷达 小孔径圆阵 目标探测 正交频分非线性调频信号 峰值旁瓣抑制 凸优化
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短波单站无源定位圆概率误差分析 预览 被引量:1
9
作者 贺青 罗来源 山峰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1017-1024,共8页
针对短波单站无源定位误差分析问题,提出一种基于圆概率误差的分析方法,建立短波单站无源定位模型,推导了关于方位角、仰角和电离层虚高误差的圆概率误差公式考虑到传统圆概率误差只给出了概率50%的近似结果,重点计算了其他概率的表达式... 针对短波单站无源定位误差分析问题,提出一种基于圆概率误差的分析方法,建立短波单站无源定位模型,推导了关于方位角、仰角和电离层虚高误差的圆概率误差公式考虑到传统圆概率误差只给出了概率50%的近似结果,重点计算了其他概率的表达式,该方法可以推广求出任意概率条件下的圆概率误差仿真表明,提出的圆概率误差方法理论结果和仿真结果相对误差小于1%,验证了方法的正确性. 展开更多
关键词 单站无源定位 相对误差 椭圆概率误差 圆概率误差 大圆距离
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运动单站干涉仪相位差直接定位方法 被引量:9
10
作者 张敏 郭福成 +1 位作者 周一宇 山峰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2185-2193,共9页
针对传统干涉仪测向定位在低信噪比(SNR)下性能降低、多频段系统复杂等缺点,本文直接利用运动单站干涉仪模糊相位差(PD)实现对地面静止辐射源定位。为解决该定位问题,结合干涉仪相位差的几何特性,提出了~种多角度距离参数化高... 针对传统干涉仪测向定位在低信噪比(SNR)下性能降低、多频段系统复杂等缺点,本文直接利用运动单站干涉仪模糊相位差(PD)实现对地面静止辐射源定位。为解决该定位问题,结合干涉仪相位差的几何特性,提出了~种多角度距离参数化高斯和滤波(MB-RP—GMF)定位解算方法,利用相位差误差检测获得多个初始方位角,通过距离参数化得到一组滤波初始值,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行定位计算。仿真结果表明,该定位方法在低信噪比下优于仅测向(B0)定位,且仅采用一组干涉仪便可对多个频段辐射源进行定位。 展开更多
关键词 无源定位 单站 干涉仪 相位差 卡尔曼滤波 高斯和 距离参数化
运动单站长基线干涉仪自校正定位方法 预览 被引量:4
11
作者 张敏 郭福成 +1 位作者 周一宇 山峰 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期1266-1273,共8页
针对单站测向定位中多通道干涉仪系统复杂且易受通道幅相不一致性影响等问题,研究利用运动单站上的单个长基线干涉仪(LBI)测量的模糊相位差(PD),联合估计辐射源位置和相位差偏差,实现自校正定位。针对该问题的高度非线性,提出... 针对单站测向定位中多通道干涉仪系统复杂且易受通道幅相不一致性影响等问题,研究利用运动单站上的单个长基线干涉仪(LBI)测量的模糊相位差(PD),联合估计辐射源位置和相位差偏差,实现自校正定位。针对该问题的高度非线性,提出一种距离和偏差联合参数化增量高斯和滤波(RBJP—AGMF)算法,然后利用初始相位差得到一组方位角,采用距离与偏差联合参数化方法获得一组高斯和滤波初始值。使用增量扩展卡尔曼滤波器(AEKF)组进行递推计算,并分析了定位误差的克拉美一罗下限(CRLB)。仿真结果表明该方法运算量较小,定位性能可接近CRLB。 展开更多
关键词 无源定位 干涉仪 相位差 模糊 校正
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时变长基线2维干涉仪测向方法 预览 被引量:9
12
作者 张敏 郭福成 +1 位作者 周一宇 山峰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期2882-2888,共7页
针对现有多通道干涉仪测向系统复杂、解相位差模糊对基线布阵几何要求高等问题,该文提出一种基于时变长基线虚拟2维干涉仪的伪线性最小二乘(PLS)测向方法。该方法首先选取一组相位差得到多组角度初值,然后对每组初值采用PLS方法进... 针对现有多通道干涉仪测向系统复杂、解相位差模糊对基线布阵几何要求高等问题,该文提出一种基于时变长基线虚拟2维干涉仪的伪线性最小二乘(PLS)测向方法。该方法首先选取一组相位差得到多组角度初值,然后对每组初值采用PLS方法进行计算,最后选取最小代价函数对应的估计值作为最终的测向结果。推导了测向误差的克拉美-罗下限(CRLB)和该文方法的均方误差(MSE)的等价关系。该方法对干涉仪的几何构型无特殊要求,无需事先解相位差模糊。数字仿真表明,该方法运算量适中,测向精度可接近CRLB。 展开更多
关键词 测向 干涉仪 最小二乘 相位差
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二次调制卫星测控信号检测方法研究 预览
13
作者 山峰 严航 刘思沉 《电信技术研究》 2013年第1期1-6,共6页
针对低信噪比二次调制卫星测控信号的检测问题,通过双通道采集信号进行二维互相关处理,实现对低信噪比条件下卫星测控链路信号的检测,并得出了如下结论:随着信号输入信噪比、带宽与积累时间的增加,检测概率不断增大。实验验证了算... 针对低信噪比二次调制卫星测控信号的检测问题,通过双通道采集信号进行二维互相关处理,实现对低信噪比条件下卫星测控链路信号的检测,并得出了如下结论:随着信号输入信噪比、带宽与积累时间的增加,检测概率不断增大。实验验证了算法的有效性,仿真分析表明本文算法能够有效地检测到-15dB以下的信号。 展开更多
关键词 二次调制 测控信号 相关检测
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双星定位系统定位精度的Cramer-Rao下界分析 预览
14
作者 严航 山峰 《电讯技术》 北大核心 2012年第5期 634-639,共6页
介绍了双星时频差定位原理,在此基础上研究了在地球表面约束条件下的双星定位系统的定位精度理论下界。利用推导的定位精度Cramer-Rao下界,仿真分析了定位参数估计精度、卫星星历、目标辐射源位置以及辐射源载波频率等因素对定位精度的... 介绍了双星时频差定位原理,在此基础上研究了在地球表面约束条件下的双星定位系统的定位精度理论下界。利用推导的定位精度Cramer-Rao下界,仿真分析了定位参数估计精度、卫星星历、目标辐射源位置以及辐射源载波频率等因素对定位精度的影响,并给出了物理解释。定位仿真试验结果表明,定位精度变化趋势与Cramer-Rao下界一致,证明了理论推导的正确性。 展开更多
关键词 双星定位 时频差 参数测量误差 定位误差 CRAMER-RAO下界
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时差定位系统的缩比实验原理分析 预览
15
作者 山峰 贺青 熊瑾煜 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期973-979,共7页
推导了无源时差定位系统真实场景与几何缩比模型下定位误差的几何相似性和时差测量精度相似性关系,分析了信号带宽、积累时间、发射功率与矩形谱信号时差测量误差之间的缩比关系,讨论了忽略系统固有误差时,带宽、积累时间、发射功率与... 推导了无源时差定位系统真实场景与几何缩比模型下定位误差的几何相似性和时差测量精度相似性关系,分析了信号带宽、积累时间、发射功率与矩形谱信号时差测量误差之间的缩比关系,讨论了忽略系统固有误差时,带宽、积累时间、发射功率与定位精度的缩比关系。研究结果表明,当系统固有误差可以忽略,目标辐射源的信号参数不发生变化时,在几何缩比模型中,定位误差将同比缩小,相对误差保持不变;当时差测量精度不变时,绝对定位误差不变,相对误差同比增大。实验结果验证了上述结论。 展开更多
关键词 无源定位 时差定位 缩比实验 相似分析 克拉美罗下界
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基于参考站的低轨单星测频定位误差校正分析 预览 被引量:1
16
作者 严航 山峰 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第10期114-117,365共5页
分析了低轨单星测频定位体制中的定位误差校正问题,由于卫星移动过程受到干扰影响,产生星历误差。为解决上述问题,根据参考站的误差校正算法,推导了引入参考站前后的定位误差协方差矩阵,最后对不同条件下参考站对定位误差的校正作用进... 分析了低轨单星测频定位体制中的定位误差校正问题,由于卫星移动过程受到干扰影响,产生星历误差。为解决上述问题,根据参考站的误差校正算法,推导了引入参考站前后的定位误差协方差矩阵,最后对不同条件下参考站对定位误差的校正作用进行试验。从数学上揭示了参考站对系统定位误差的校正作用,通过引入参考站,实现定位误差的校正。仿真结果表明,在参考站位置附近的区域定位精度明显提高,同时仿真分析了在定位盲区引入参考站时的定位误差分布。研究结果可为实际系统参考站优化定位校正提供理论依据。 展开更多
关键词 低轨单星 测频 定位误差 参考站
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低轨单星测频定位技术及其精度分析 预览 被引量:2
17
作者 严航 山峰 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第18期6-10,共5页
在低轨单星测频定位中,网格搜索算法在高精度搜索时运算量大,且泰勒展开迭代方法存在定位不收敛的问题。为此,提出一种基于网格搜索与泰勒展开迭代相结合的定位方法。利用网格搜索算法实现粗定位,将该定位结果作为初始值代入泰勒迭代算... 在低轨单星测频定位中,网格搜索算法在高精度搜索时运算量大,且泰勒展开迭代方法存在定位不收敛的问题。为此,提出一种基于网格搜索与泰勒展开迭代相结合的定位方法。利用网格搜索算法实现粗定位,将该定位结果作为初始值代入泰勒迭代算法,从而对目标进行高精度定位。推导地球表面约束条件下低轨单星测频定位精度的克拉美劳下界,分析各种因素对定位精度的影响,仿真结果表明,在星下点两侧附近区域,低轨单星测频定位方法能够有效地实现对目标的定位。 展开更多
关键词 低轨卫星 多普勒频移 无源定位 误差分析 定位精度 克拉美劳下界
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低轨单星测频定位技术与定位精度CRLB分析 预览 被引量:1
18
作者 严航 山峰 《电信技术研究》 2012年第3期19-27,共9页
在分析低轨单星测频定位原理的基础上,提出了基于网格搜索与泰勒展开迭代相结合的定位方法,避免了网格搜索算法在高精度搜索时运算量大以及泰勒展开迭代方法存在定位不收敛的问题。同时,推导了在地球表面方程约束条件下的定位精度理... 在分析低轨单星测频定位原理的基础上,提出了基于网格搜索与泰勒展开迭代相结合的定位方法,避免了网格搜索算法在高精度搜索时运算量大以及泰勒展开迭代方法存在定位不收敛的问题。同时,推导了在地球表面方程约束条件下的定位精度理论下界,提出了基于参考站的定位误差校正方法。在算法研究的基础上,全面系统地仿真分析了各种因素对定位精度的影响,仿真结果证明了算法的有效性。 展开更多
关键词 测频定位 多普勒频偏 Cramer.Rao下界 星历误差 误差分析与校正
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基于参考站的多传感器时差定位误差校正分析 预览
19
作者 山峰 贺青 熊瑾煜 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第S3期79-82,共4页
多传感器时差定位系统中,接收预处理与时间频率基准源会导致系统时差,同时观测站几何位置测量的不准确性也会引入站址误差。针对系统时差与站址误差对定位误差的影响,研究了在已知地理位置引入参考站,通过差分目标信号时差值与参考信... 多传感器时差定位系统中,接收预处理与时间频率基准源会导致系统时差,同时观测站几何位置测量的不准确性也会引入站址误差。针对系统时差与站址误差对定位误差的影响,研究了在已知地理位置引入参考站,通过差分目标信号时差值与参考信号时差值,抑制系统时差与站址误差对定位的影响,实现对系统时差与站址误差的校正。仿真结果表明,在定位盲区之外引入参考站可以提高参考站附近区域的定位性能。 展开更多
关键词 时差定位 定位误差 参考站
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线性调频信号的相关检测性能分析 预览 被引量:10
20
作者 山峰 严航 +1 位作者 曾安军 胡阔 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第1期 77-80,共4页
针对线性调频信号相关检测副本信号与待检测信号可能不完全一致的情况,给出2种信号之间存在偏差时的互模糊函数与互相关函数,分析相位差、频偏、调频率偏差对相关检测性能的影响,得出相位差对检测性能没有影响,检测概率会随着频偏与调... 针对线性调频信号相关检测副本信号与待检测信号可能不完全一致的情况,给出2种信号之间存在偏差时的互模糊函数与互相关函数,分析相位差、频偏、调频率偏差对相关检测性能的影响,得出相位差对检测性能没有影响,检测概率会随着频偏与调频率偏差的增加而降低的结论。 展开更多
关键词 线性调频 相关检测 模糊函数 频偏 调频率偏差
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