行星际深空探测中双程测速的高精度计算方法

对于行星际深空探测（距地球1亿km以上）任务,由于受到计算机字长的限制,传统双程测速模型的计算精度无法满足高精度定轨的需要,其最大误差源于多普勒频移周计数终点和始点上行几何距离之间和下行几何距离之间差分值的计算过程。对此建立行星际双程测速模型,高精度地计算了两个差分值,推导模型的计算公式并给出详细步骤,同时给出计算过程中需要的切比雪夫差分多项式递推公式的形式。将该模型在深空探测器精密定轨与重力场解算软件系统（Wuhan University deep-space orbit determination and gravity recovery system,WUDOGS）中进行了实现,并以欧空局火星快车号（Mars express,MEX）探测任务为背景,利用该软件进行仿真测试,从计算精度和定轨结果两个方面验证该模型的优越性。结果表明,该模型将双程测速的计算值在计算机中表达的精度提高2个数量级,同时避免了定轨过程中引入额外的数值误差,可以为后续高精度的行星际深空探测任务的定轨提供参考。     

两种不同方式智能手机伪距平滑分析

针对智能手机受导航芯片和天线接收器限制、伪距观测值精度不高、粗差较多等问题,本文提出利用各观测量进行历元间求双差,以探测观测值中的粗差并予以剔除,再结合多普勒观测值和载波相位观测值平滑伪距,从数据质量和伪距平滑两方面分析影响智能手机定位精度的原因,说明智能手机载波相位观测值和多普勒观测值平滑伪距的可用性。试验结果表明：智能手机载波相位平滑伪距可有效提高定位精度;多普勒观测值平滑伪距定位精度与导航芯片获取的多普勒观测值有关,小米MI8多普勒观测值精度优于华为P30。     

高动态环境下扩频信号快捕的多普勒消除研究

卫星信号往往处于高动态环境下传输,较大的多普勒频偏会增加扩频码捕获时间,甚至导致捕获错误。文中对载波多普勒频偏对匹配滤波器相关峰值的影响进行了分析,根据BPSK直接序列扩频通信系统传输信号的特点,提出了一种基于二阶导数的多普勒消除算法,并给出该算法的推导过程和基于该算法的一种快速捕获方案。仿真结果表明,算法正确,且当信噪比达到-46dB以上时,算法误差将远远小于200Hz。     

基于AIS距离-多普勒投影的地波雷达CFAR检测验证方法

恒虚警(CFAR)检测是地波雷达船只目标探测的主要方法。目前基于船舶自动识别系统(AIS)信息的CFAR检测验证方法是一种间接验证方式,容易受地波雷达系统测向误差的影响,且不具备对错检与漏检目标的分析能力。本文提出了一种基于AIS信息的评价地波雷达CFAR检测结果的直接验证方法。该方法将有效的AIS信息转换到地波雷达的距离-多普勒谱中,通过在该谱中AIS信息与CFAR检测结果的关联分析,实现CFAR检测结果的直接评价。论文首先给出了方法的原理和处理流程,然后利用实测数据给出了该方法在CFAR检测结果评价中的实际应用,验证了方法有效性,而且该方法也为低可观测目标的CFAR检测提供了参数优化调整的依据。     

宁波两次冰雹过程多普勒雷达回波特征分析

基于宁波多普勒天气雷达,结合常规气象观测和浙江省自动气象站资料分析宁波市北仑区2012年7月7日和2013年3月22日2次冰雹天气发现,天气背景存在显著差异,一个由热对流强烈发展引起,另一个则是由强对流带过境造成的。由于季节差异2个例回波强度和特征有所不同,但多普勒雷达图上都有较清楚的回波墙、弱回波区、悬垂结构等特征,垂直积分液态含水量(VIL)在冰雹云发展阶段存在突增,回波顶高(ET)和组合反射率(CR)产品也存在持续的增加。2个例也存在着明显的差异:个例1对流发展极其旺盛,回波顶和强回波中心都非常高,具有深厚的逆风区和气旋性速度特征,PPI产品有较明显的勾状回波;个例2回波顶、强回波中心、0℃和-20℃层相对于个例1都要低,体现了个例间的季节差异。     

不同天气形势下首都机场雷雨的发展演变规律

对2013年首都机场不同天气形势下32个雷雨日的雷达回波进行分型研究、对比分析,发现不同类型雷雨的雷达回波有不同的发生、发展和演变特征。高空槽过境雷雨、冷涡前部雷雨、锋面雷雨均有明显冷空气入侵,雷雨回波为大片强对流回波带,自西北向东南(或自西向东)过境,雷雨多持续1~2 h,有时伴有雷雨大风、冰雹等强对流天气;冷涡底部雷雨、冷涡后部雷雨为零散的片状或块状对流单体或多单体雷暴云团有组织移动,并在移动中发展合并,逐渐形成较大的线状或带状多单体雷暴群,沿高空引导气流向南或向东南移动,其中各组成单体或多单体雷暴生成、发展及衰减十分迅速,能造成一段或多段雷雨过程;副高边缘雷雨、切变线雷雨均发生在低层高温、高湿及偏南或偏东气流中,大气中储存有大量不稳定能量,微小的触发抬升条件就会激发出新的对流单体或多单体,此类雷雨回波多突发产生,生消演变频繁,一次过程可造成多段雷雨。     

GPS实时单站测速和相对测速的误差比较与精度分析

基于GPS多普勒测速原理，结合广播星历介绍实时单站测速和相对测速的数学模型，分析并对比两者的误差源及其对测速精度的影响，然后采用实测数据进行静态环境下和低动态环境下测速精度的实验验证。结果表明，在基线长度约为600 km的静态环境下，采用原始多普勒观测值相对测速精度和单站测速精度都为cm/s级，且相对测速RMS值大于单站测速RMS值；采用高频相位导出多普勒观测值两种测速模式的精度都为mm/s级，且相对测速RMS值略小于单站测速RMS值。在低动态环境下，采用原始多普勒观测值两种测速模式精度都为dm/s级，采用高频相位导出多普勒观测值两者精度都为cm/s级。     

声波的相对论性多普勒效应

给出声波的相对论纵向、横向多普勒效应的表达式，并讨论与光波的多氏效应间的关系。     

Improvement of the Integrating Velocity-Azimuth Process Single-Doppler Radar Wind-Retrieval Method

Among the single-Doppler radar wind analysis methods,the velocity-azimuth display(VAD),velocityazimuth process(VAP),and uniform wind(UW) methods are widely used because of their simplicity.A general form of the VAD,VAP,and UW methods is the integrating VAP(IVAP) method,which is based on the azimuth uniform-wind assumption.In this study,the IVAP method is improved by applying the method along natural coordinates. The natural coordinates can be chosen to ensure that the tangential and radial winds are unif...     

Estimation of suspended sediment concentrations using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler （PCADP）

The objective of the study is to investigate the suitability of using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler (PCADP) to estimate suspended sediment concentration (SSC). The acoustic backscatter intensity was corrected for spreading and absorption loss, then calibrated with OBS and finally converted to SSC. The results show that there is a good correlation between SSC and backscatter intensity with R value of 0.74. The mean relative error is 22.4%. Then the time span of little particle size variation was also analyzed to exclude the influence of size variation. The correlation coefficient increased to 0.81 and the error decreased to 18.9%. Our results suggest that the PCADP can meet the requirement of other professional instruments to estimate SSC with the errors between 20% and 50%, and can satisfy the need of dynamics study of suspended particles. Supported by National High Technology Research and Development Program of China (863 Program, No. 2008AA09Z113)