导航卫星原子钟频率稳定度估计的小波方差方法

国内外学者对小波方差理论在原子钟性能分析方面的应用做了一些研究,但相关文献对小波方差的定义及其表征稳定度的特性描述却并不完全一致,这给应用研究造成不便。为此,首先根据时域方差定义的原理,相应地提出了小波方差、重叠小波方差和小波总方差的概念,然后经综合归纳,针对性地选择给出了应用于原子钟频率稳定度估计的"尺度域"小波方差的定义计算公式及等效自由度的计算方法。最后,通过一个算例与时域方差进行比较分析,总结明确了两者的关系及小波方差的特点,从而说明小波系列方差可以有效地进行原子钟频率稳定度的估计。     

基于采样方差的卫星钟信号分析

对原子钟频率稳定度分析受到频率漂移的影响进行定性分析，明确了不同类型方差在原子钟频率稳定度分析中的适用范围，首次提出将重叠Hadamard方差应用于卫星钟信号分析。分别利用Allan方差、Hadamard方差和重叠Hadamard方差对铷钟进行了稳定度计算，结果表明Allan方差的计算结果受频率漂移影响很大，而Hadamard系列方差能够有效克服频率漂移的影响，对于卫星钟的性能表征具有良好的效果。     

基于小波分析的卫星钟噪声处理方法研究

根据原子钟信号噪声的特点，引入了小波分析的处理方法，并给出了小波分析函数的数学模型和滤波器构建方法。利用该方法对卫星钟的钟差数据进行分析，并利用allan方差对处理结果进行评估，结果显示小波分析方法有效地减弱了原子钟信号噪声，原子钟的频率稳定度得到了明显提高。     

GPS卫星钟噪声类型分析

介绍了原子钟的噪声模型及表征原子钟稳定度的Allan方差,给出了两种(斜率法和两种Allan方差比较法)确定原子钟噪声类型的方法,并利用这两种方法分析了几颗GPS卫星钟的噪声类型,得出不同种类卫星钟的噪声类型不同,同一种类卫星钟的噪声类型也不完全相同。     

原子钟时域频率稳定性影响因素分析

为了明确地分析原子钟的时域频率稳定性特性，本文在给出各种方差估计式的基础上，分析了影响原子钟时域稳定性的主要因素，如能量谱噪声、频率漂移、无数据段以及周期变化分量等，并给出了相应的改正方法。     

两种精密钟差产品系统噪声分析

针对精密定轨与时间同步(ODTS)系统噪声难以准确计算的问题,该文选取了多台外接高精度主动型氢原子频标的监测站,通过对不同监测站钟差作差的方法对系统噪声进行了测试与分析。分别对国际GNSS服务(IGS)和德国地学中心分析中心(GFZ)提供的精密钟差产品进行ODTS系统噪声分析,分别采用IGS钟差产品和GFZ钟差产品进行了实验。结果表明,用阿兰方差表征ODTS系统噪声对在轨原子钟性能评估的影响,系统噪声的万秒和天稳定度均优于卫星钟设计稳定度,使用IGS与GFZ提供的精密钟差产品可以有效对星载原子钟在轨性能进行评估。     

导航卫星原子钟频率漂移特性分析

介绍了原子钟频漂定义，总结了频率漂移率测试评定方法，比较分析了不同噪声情况下的频率漂移率估计方法，并用实验室真空状态铷钟的频率偏差数据和GPS卫星钟的精密星历数据进行了计算分析，表明铷钟都有明显频漂，GPSIIR铷钟的日漂移率在10^-15。量级，而铯钟频漂不是很明显。研究了频漂对原子钟时域稳定性影响规律，还利用模拟数据进行了计算分析。验证了方法的有效性．     

北斗在轨卫星钟中长期钟差特性分析

针对北斗在轨卫星Rb原子钟2013年的实测数据,采用二次多项式拟合得到BDS卫星钟差模型,采用哈达玛总方差公式计算了北斗卫星钟的短期频率稳定度指标,进而分析了北斗在轨卫星钟特性指标的变化规律。通过实例计算,揭示了BDS不同在轨卫星钟的相位、频率、频漂及残差指标的变化规律;计算得出BDS卫星钟万秒频率稳定度维持在10-13量级左右,其中GEO卫星钟的稳定度相对较差,4号和8号卫星在运行期间出现跳变,跳变之后稳定性得到提高,其他在轨卫星钟稳定度变化趋势则相对平稳。     

北斗卫星钟稳定性分析及噪声识别

通过对频率稳定性分析和噪声识别理论的研究,运用重叠Hadamard方差计算了北斗卫星钟的频率稳定度;并结合自相关函数理论,使用Lag1自相关函数分析了影响北斗卫星钟的主要噪声类型。实验结果表明,所分析的4颗卫星原子钟的天稳定度都达到了10-13水平;影响其稳定性的主要噪声为调频白噪声、调频闪变噪声和调频随机游走噪声。     

基于动态阿伦方差的北斗星载原子钟特性分析

针对传统的阿伦方差等评价手段无法实现对星载原子钟进行动态性能评估的缺陷,将动态阿伦方差引入到BDS星载原子钟的监测和评估中。采用BDS多星定轨卫星钟差产品,基于动态阿伦方差算法对BDS原子钟在轨性能进行了研究,并利用BDS星地双向无线电时间比对钟差数据对其结果进行了对比和验证。实验结果表明,动态阿伦方差算法可以实现对BDS星载原子钟动态特性的有效评估,BDS原子钟的万秒稳定度的量级基本为在10-14,但是随着时间有一定的变化。     

总强度磁异常各阶垂向导数换算新方法

磁异常垂直导数换算在磁性目标解释推断过程中具有重要意义。分析了总强度磁异常各阶垂向导数频率转换因子的滤波特性,指出常规傅立叶变换法在求解总强度磁异常各阶垂向导数时,观测数据中高频噪声会显著放大,甚至会淹没掉真实信息。从理论上证明了总强度磁异常沿垂直方向的积分和各阶导数均为调和函数,在此基础上,提出联合采用空间域和频率域运算求解其沿垂直方向的各阶导数。该方法的基本思路是：利用频率域转换关系,计算平面上总强度磁异常沿垂直方向的积分值;选择三点二阶中心差分或双三次样条曲线函数法计算总强度磁异常垂向积分值沿水平方向的二阶导数;最后将二阶水平导数代入拉普拉斯方程求解出总强度磁异常的垂向一阶导数;以总强度磁异常及其垂向一阶导数沿水平方向的二阶导数为基础,结合拉普拉斯方程,可进一步求解出总强度磁异常任意阶垂向导数。同时,为了研究提出方法的有效性,采用球体磁场模型进行验证,并首次推导了地磁场方向和磁化强度方向不一致时,球体总强度磁异常沿垂直方向的一阶和二阶导数表达式。经研究表明：提出的方法换算得到的垂向导数结果精度明显优于常规傅立叶变换法换算结果,且具有较强的抗噪能力,尤其是在计算高阶导数时效果更加明显。     

基于GPS软件接收机的抗窄带干扰方法

针对硬件接收机中传统抗干扰方法成本高、体积大、功率大和环境受限等问题,提出了用GPS软件接收机作为抗干扰算法研究平台,用子空间分解的时域滤波法和频域滤波法消除窄带干扰,其中频域滤波法中干扰频率分量置零有时会引起信号在时域波形畸变。为了解决该问题,提出了用广义延拓插值法,得到干扰频带去除干扰后的广义延拓插值估计信号。实验仿真结果表明,两种方法都能有效而可靠地去除窄带干扰,基于广义延拓插值的频域滤波法更显其优越性。     

小波和傅里叶变换在坐标时间序列分析中的应用

正确提取坐标时间序列中的特征信息是非线性变化分析的前提．根据傅里叶变换和小波变换各自的特点,提出将两种方法结合起来对时间序列在时域和频域上进行分析的算法．首先采用小波函数db4对坐标时间序列分解5层得到高频和低频部分,进而分析各次谐波的时域波形以及可能存在的突变信息和区间,再在快速傅里叶变换的基础上求得各次谐波的准确频率和幅值．研究结果表明,低频分析可以直观地得到“周年项”和“两年周期项”,而高频分析能够较准确提取“半周年项”、“一季项”等短周期．与单独采用傅里叶变换或小波变换相比,基于小波变换与傅里叶变换相结合的方法能够有效地提取坐标时间序列中的特征信息,具有较高的研究价值.      

基于小波阈值优化和边缘检测的SAR影像斑点噪声滤除

探讨在小波频域内进行SAR斑点噪声分析的特点和优势，回顾小波频域斑点噪声滤除的方法，结合前人阈值优化和边缘检测蝗思想提出一种新的斑点噪声消除方法，试验表明所研究的噪声滤除方法，同各种空间域滤波方法和已有的小波频域滤波方法比较，在噪声滤除和信息保留两方面的综合效果有明显提高，具有一定的应用价值。     

Short-term analysis of GNSS clocks

A characterization of the short-term stability of the atomic frequency standards onboard GNSS satellites is presented. Clock performance is evaluated using two different methods. The first method derives the temporal variation of the satellite’s clock from a polynomial fit through 1-way carrier-phase measurements from a receiver directly connected to a high-precision atomic frequency standard. Alternatively, three-way measurements using inter-station single differences of a second satellite from a neighboring station are used if the receiver’s clock stability at the station tracking the satellite of interest is not sufficient. The second method is a Kalman-filter-based clock estimation based on dual-frequency pseudorange and carrier-phase measurements from a small global or regional tracking network. Both methods are introduced and their respective advantages and disadvantages are discussed. The analysis section presents a characterization of GPS, GLONASS, GIOVE, Galileo IOV, QZSS, and COMPASS clocks based on these two methods. Special focus has been set on the frequency standards of new generation satellites like GPS Block IIF, QZSS, and IOV as well as the Chinese COMPASS/BeiDou-2 system. The analysis shows results for the Allan deviation covering averaging intervals from 1 to 1,000 s, which is of special interest for real-time PPP and other high-rate applications like processing of radio-occultation measurements. The clock interpolation errors for different sampling rates are evaluated for different types of clocks and their effect on PPP is discussed.     

基于小波统计特性的遥感图像像素与特征联合最优融合方法

遥感影像的IHS融合方法由于匹配误差导致光谱畸变和退化,而小波变换在变换域具有良好的分频特性,小波系数的统计特性反映了遥感影像的边缘、线和区域等显著特征。提出了基于小波统计特性的遥感影像的像素和特征联合最优融合方法,在IHS空间,对强度分量I的高频部分利用多分辨率小波融合方法进行影像的高频细节特征融合,低频部分选取光谱信息和空间分辨率评价指标作为融合权系数求优指标,进行像素级最优融合,实验结果证明了该方法的有效性。     

一种基于傅里叶变换的光滑边界面状要素Morphing方法

提出一种基于傅里叶（Fourier）变换的光滑边界面状要素Morphing方法。针对同名面状要素在两个不同比例尺下的表达,利用Fourier变换将多边形在空间域的矢量坐标串表达形式转换为频率域的函数表达形式,然后对二者的Fourier函数进行复合得到多边形在任意中间尺度的表达函数,最后将中间状态的Fourier函数展开为矢量坐标串表达形式获得多边形的中间插值形状。实验证明,该基于Fourier变换的面状要素Morphing方法,能在保持形状特征的基础上对于边界光滑的多边形要素实现光滑、连续的多尺度表达。     

Marine gravity and geoid determination by optimal combination of satellite altimetry and shipborne gravimetry data

. Satellite altimetry derived geoid heights and marine gravity anomalies can be combined to determine a detailed gravity field over the oceans using the least-squares collocation method and spectral combination techniques. Least-squares collocation, least-squares adjustment in the frequency domain and input-output system theory are employed to determine the gravity field (both geoid and anomalies) and its errors. This paper intercompares these three techniques using simulated data. Simulation studies show that best results are obtained by the input-output system theory among the three prediction methods. The least-squares collocation method gives results which are very close to but a little bit worse than those obtained using input-output system theory. This slightly poorer performance of the least-squares collocation method can be explained by the fact that it uses isotropic structured covariance (thus approximate signal PSD information) while the system theory method uses detailed signal PSD information. The method of least-squares adjustment in the frequency domain gives the poorest results among these three methods because it uses less information than the other two methods (it ignores the signal PSDs). The computations also show that the least-squares collocation and input-output system theory methods are not as sensitive to noise levels as the least-squares adjustment in the frequency domain method is. Received 19 January 1996; Accepted 17 July 1996     

GNSS多频应用对频率配置要求分析

GNSS卫星导航系统频率资源异常紧张,频点个数、频点位置的选择都是多种因素综合影响下的折衷考虑。主要从电离层延迟改正、模糊度解算两个不同应用角度分析对频率配置的不同要求,并提出频率配置的建议原则和方法,对我国卫星导航系统频率设计具有一定现实指导意义。