新一代天气雷达空间定位误差的分析与改善

通过对广东省的阳江、广州、河源、深圳等各天气雷达同一时间、同一空间位置的雷达资料分析比较,发现阳江天气雷达的空间位置定位存在明显偏差。在对可能导致雷达空间位置定位误差原因分析的基础上,总结出雷达定位误差大问题诊断方法。利用太阳法检查天线波束指向,调节DCU单元数字板拨码开关,对雷达天线空间定位偏差进行反复调整,直到满足技术指标要求,保证了雷达观测资料的可靠性,对台站级雷达技术保障提供借鉴。     

GNSS载波相位多天线实时测姿系统的设计与实现

载体姿态的精确测量是航空和航天、航海的关键技术之一,在军事和民用等方面的作用日益重要。基于GNSS的姿态测量系统具有体积小、成本低以及误差不累积等诸多优点,对于轮船等大型低速度运动载体的姿态确定具有很好的应用价值。本文基于GNSS载波相位观测量,以Turbo C++为平台设计了实时测姿系统,并编写了实时测姿软件。最后将该测姿系统应用于某型测量船上,利用船上记录的原始接收机二进制记录文件,模拟实时进行处理;并与船上惯导输出值相比对验证了测姿系统的有效性及精度。针对船上多路径大的特点,给出了一些数据处理经验。试验结果表明,设计实现的GNSS测姿系统,其航向测姿精度为40″;纵摇及横摇测姿精度分别为130″和100″。     

天线指北偏差±5° 对坐标框架的影响

在顾及磁偏角的修正后,规范要求GPS天线观测指北标志偏差不超过±5°,在分析与接收机有关的误差后,按同一测站,不同品牌的天线偏差在规范内的10°时计算指北误差,结果表明对于国家基准基础设施的GNSS站定位结果是不容忽视的。     

FY-2测距副站天线一对多星安装方法

主要通过对丝杠长度、天线安装方位对天线覆盖范围影响进行探讨,并以广州测距副站为例,针对2013年天线安装过程中出现系列问题进行分析,提出解决方法,详细解析了FY-2测距副站天线一对多星安装方法。天线安装前,需详细调研在轨或即将在轨静止气象卫星所在轨道位置、丝杠长度、机械硬限、天线基座设计等参数,精确计算天线需覆盖范围,推算天线正前方安装角度范围。     

风廓线雷达天线阵面不平整度对探测性能影响分析

根据雷达气象方程,分析了影响风廓线雷达探测高度的因素;建立了风廓线雷达相控阵天线阵面不平整度对天线方向图影响的数学模型。通过仿真实验,给出了在垂直波束和偏离天顶15°的倾斜波束下天线增益和旁瓣电平随阵面不平整度的变化结果。仿真结果表明,风廓线雷达天线增益随阵面不平整度的增大而减小,近似呈指数规律变化;天线旁瓣电平总体上随阵面不平整度的增大而抬升。工程设计人员可以在风廓线雷达探测高度变化允许的范围内,同时考虑目前国内风廓线雷达天线结构设计、工艺制造水平和安装精度,对天线阵面不平整度提出合理的技术指标要求。     

基于Matlab/Simulink的天线系统自适应滤波器的仿真实现

为了使天线系统接收和显示的信号更清晰,达到消除系统噪声和电磁干扰的目的,针对中国科学院新疆天文台南山观测基地对射电天文观测和深空探测(探月工程和火星探测)的特殊要求,利用Matlab/Simulink强大的数值计算与仿真功能实现了一种依据自适应方法滤除噪声的滤波器。首先选择脉冲星1910+0728和1913-0440的观测信号为滤波参考信号。在Matlab上通过编写M文件设计了滤波算法并有效滤除了噪声。然后运用Simulink进行建模仿真,通过不断改变系统阶数与步长找到了滤波效果最好的自适应滤波器,确定了其最优参数为8阶,迭代步长为0.005。实验表明在这种阶数和步长下,滤波器能在保证快速滤波的前提下有效地还原接收信号的轮廓,将偏差降到最小。仿真最终结果表明自适应滤波器滤波效果良好,实用性强,满足了射电天文观测和探月的需求。     

通道特性下时域抗干扰对相关峰的影响分析

天线、射频前端等模拟器件的非理想通道特性会导致全球卫星导航系统(GNSS)接收机内产生测距偏差,现阶段由传统的抗干扰算法导致的测距偏差已成为高精度测距接收机实现其精度提升的主要障碍. 通过理论推导证明在通道特性理想时,由于抗干扰滤波器系数在迭代下的时变特性以及干扰自相关值的不确定性,仍然会导致相关函数的非对称性;在实际通道特性下,基于单天线的传统时域抗干扰算法会导致原本不对称的相关峰畸变程度进一步恶化,并证明了在实际通道特性下,原本不对称的相关峰畸变程度恶化,是由于传统的抗干扰算法在迭代的过程中产生的不同时刻相关函数的叠加效应导致的.      

低成本GNSS模块RTK性能比较分析

针对低成本GNSS模块及天线类型直接影响RTK性能的问题,该文选取了具有代表性的3种GNSS定位模块华大HD9310、UBLOX NEO-M8T、UBLOX ZED-F9P,以及测地型天线U35和螺旋天线BT-3070两种不同类型的天线。采集GNSS天线和模块不同组合的原始观测数据,深入分析了不同组合的原始GNSS数据的信噪比、模糊度解算初始化时间、伪距与载波相位的双差残差以及定位精度。结果表明:U35天线性能优于BT-3070天线;ZED-F9P模块性能优于NEO-M8T模块和HD9310模块。实验结果可为无人设备、工程测量等领域选取合适的RTK组合提供参考。     

基于北斗三号新频点的多路径误差特性验证方法研究

提出一种北斗三号新频点多路径误差特性验证方法,并通过接收机天线群延时实验以及实测数据验证其与国际民航组织给出的多路径误差模型的符合性。结果表明：1）实验使用的接收机天线符合DO-373天线群延时特性要求;2）在B1c/L1、B2a/L5和双频组合情况下,BDS与GPS的多路径误差曲线的变化趋势基本一致,即BDS与GPS多路径误差特性基本一致;3）BDS在B1c、B2a以及双频组合情况下的多路径误差特性符合国际民航组织多路径误差模型要求。     

一种超宽带小型化探地雷达天线的设计

通过对蝶形偶极子天线复合加载的方式形成一种小型化的探地雷达天线,多种加载方式的引入不但使天线具有宽频带的性能,而且设计的天线尺寸与理论计算尺寸相比也大大减小。在天线后方引入背腔设计,增加了天线的方向性和抗干扰能力。所设计的天线具有1.5~4 GHz的频带宽度,且天线的方向性良好。设计的天线已成功应用于LTD探地雷达2.2 GHz天线系统和3 GHz的液态危险品检测天线系统中。