非线性最小二乘超宽带TOA法在室内定位测量中的研究与实现

在现今信息化社会中,人们对于建筑物等室内定位服务的需求日益强烈,超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位技术由于其抗多径干扰能力强、系统容量大、传输速率高等特点使之在短距离无线通信以及室内定位等方面受到了广泛的关注。本文利用非线性最小二乘最优估计对超宽带TOA算法进行分析,并通过两组对比实验分别探讨了锚节点的布设形式和目标节点不同位置对定位精度的定量影响。实验表明:最小二乘法能够克服移动中突然的跳点和剧烈的抖动对定位精度的影响,在宽度ω与高度ξ一样的情况下,有一最优间距δ*使得TN定位精度最高;在间距δ与高度ξ一定的情况下,在较为狭窄的室内环境下,ω值越大定位精度越高。     

SS-Y型伸缩仪观测问题分析及优化方法探讨

SS-Y型伸缩仪在我国地震洞体形变监测台网中已安装使用多年.对地球固体潮观测而言,仪器观测资料精度高且长期稳定性较好,但从地震预测的观测需求来看,SS-Y型伸缩仪仍然存在很多不足,如高频信息缺失、抗干扰能力较弱、存在格值误差、自校验能力较差等.对伸缩仪存在的问题进行分析,并提出一种超宽频带短基线伸缩仪的设计思路,以期为后续新仪器的研制提供理论依据.     

JCZ-1T超宽频带地震计LP垂直通道记录的固体潮特征

JCZ-1T超宽频带地震计具有全频带覆盖特性,其低频端输出延伸到固体潮汐,利用地震计LP通道的垂直分向观测数据,经过处理获得有关的固体潮资料,通过对记录信号的频谱分析对其有了初步的认知。JCZ-1T超宽频地震计LP加速度垂直通道记录的观测信号以固体潮汐信息为主,用该仪器观测可以获取与地震相关的综合观测数据,分析JCZ-1T记录波形叠加的的固体潮信息有着重要的实际意义,通过对资料处理运用,可以与传统前兆仪器结合观测,拓展其研究应用领域,更好的服务于地震科学研究。     

一款用于乳腺癌成像的低轮廓单极子天线设计

本文利用基于两层双共轭梯度-快速傅立叶变换的矩量法研究了一种新颖的宽带微带单极天线,该天线具有低轮廓特性,尺寸为24×31.7×1.6mm^3。设计的天线具有宽带特性,在3.1 GHz到11 GHz之间的反射系数Sn〈-10dB。详细探讨了上述天线的设计步骤和测试结果,结果证明该天线可以用于乳腺癌成像。     

SS-Y型伸缩仪观测问题分析及优化方法探讨

SS-Y型伸缩仪在我国地震洞体形变监测台网中已安装使用多年。对地球固体潮观测而言,仪器观测资料精度高且长期稳定性较好,但从地震预测的观测需求来看,SS-Y型伸缩仪仍然存在很多不足,如高频信息缺失、抗干扰能力较弱、存在格值误差、自校验能力较差等。对伸缩仪存在的问题进行分析,并提出一种超宽频带短基线伸缩仪的设计思路,以期为后续新仪器的研制提供理论依据。     

穿墙雷达中的多目标探测研究

分析了使用超宽带信号进行穿墙目标探测的基本原理。针对电磁波在不同介质中传播速率不同以及墙体折射造成的雷达回波信号时延出现误差的问题,提出了时延估计的搜索算法并以此建立了接收和处理目标回波的系统模型。通过估计房间内不同位置的时延信息来建立时延信号矩阵,并根据宽带信号相关处理技术,完成对墙体后多个目标的探测。仿真实验表明,该方法简单有效。     

超宽带NLOS测距误差改正模型

针对超宽带技术在非视距环境下存在较大测距误差的问题,文章基于时间到达法采集多组距离下的非视距测距值,与实际距离做差值统计,分析其测距误差的变化规律,提出了一种顾及超宽带穿墙信号入射角度的方法,将测距值拆分为两个分量,建立多项式曲面改正模型来降低测距误差。选取3个检核点验证该模型的适用性,结果表明:多项式曲面改正模型能使测距值趋近真实距离,与原始测距值相比,测距精度提高了80%左右,可以提升超宽带的定位精度。     

小波阈值法在JCZ系列超宽频带地震仪记录的地震数据中的应用及探讨

为了对JCZ系列超宽频带地震仪采集到的地震数据进行有效去噪,探讨小波阈值法在不同地震数据中去噪的实际效果。首先介绍小波法的基本理论与去噪标准,探讨不同小波基的选取、不同分解、重建尺度与阈值的选取及处理方式对小波阈值法最终去噪效果产生的影响;使用控制变量法,选取武汉水院地震台的记录数据,探讨如何获得较好的去噪效果。为了比较小震和中强震两种情况下相同方法的处理效果,将选择好的小波基与几何尺度用于震例数据去噪发现,在实际地震去噪处理中基于样本数估计选取的阈值具有一定局限性,且相同阈值在不同震级的震例数据中具有不同的去噪结果。最后使用小波阈值对JCZ系列超宽频带地震仪采集到的地震数据进行去噪发现,小波阈值去噪对于P波初动的识别判断也具有一定意义。     

改进参考信号的差分发送参考UWB自相关接收机

针对超宽带(UWB)差分发送参考(DTR)自相关接收机参考信号中含有的较强噪声分量严重影响了其性能的情况,提出了改进参考信号的差分发送参考(MRDTR)自相关接收机.首先通过将前一符号周期内各帧的接收信号相加取平均作为解调当前符号的参考信号,通过平均减少了参考信号中噪声的影响,然后将当前符号间隔内各帧的接收信号与参考信号进行相乘积分,随后将码元内各帧积分结果进行相加,最后通过判决恢复发送的符号.通过改进参考信号,改善了接收机的误比特率性能,并分析了该接收机在可分辨多径信道中的理论误比特率性能.理论分析和仿真结果证实MRDTR自相关接收机的误比特率性能明显优于DTR接收机.     

非视距误差改正的超宽带定位模型研究

针对超宽带系统在非视距环境下存在定位偏移的问题,该文采集多组距离下的非视距测距值,分析测距误差的变化规律,提出了一种顾及UWB脉冲信号入射角度的建模方法,其主要思想是将测距值假定为斜边,将其拆分成两个直角边,实现测距值由线状数据分析向面状结构的转换,可以较好地描述测距值与测距误差间的函数关系,建立多面函数拟合模型改正测距值实现定位解算。实验结果表明,该方法能够降低测距误差,提高超宽带系统的定位精度。