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基于分段串行匹配滤波结合FFT的快速捕获方法研究与FPGA实现 被引量:2
1
作者 文承淦 纪元法 +1 位作者 孙希延 符强 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第17期204-209,239,共7页
随着GPS现代化的进行和我国北斗2卫星导航系统的发展完善,特别是GPS L5和北斗B3等长码的应用,传统的捕获方法消耗资源过大或者捕获时间过长,已经很难适应需要。在保证快速捕获的前提下,提出了一种分段串行匹配滤波结合FFT快速捕获的方法... 随着GPS现代化的进行和我国北斗2卫星导航系统的发展完善,特别是GPS L5和北斗B3等长码的应用,传统的捕获方法消耗资源过大或者捕获时间过长,已经很难适应需要。在保证快速捕获的前提下,提出了一种分段串行匹配滤波结合FFT快速捕获的方法,有效的减少了资源的消耗和缩短了捕获时间。首先分析了这种捕获算法的原理和理论推导,并说明了其关键技术的实现。然后和其他两种捕获算法对比分析了SPMF-FFT捕获算法的优劣。最后通过研究该算法的性质,来说明该算法关键参数的设置。 展开更多
关键词 卫星导航接收机 长码捕获 分段串行匹配滤波 快速傅里变换 FPGA
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INS辅助的PMF-FFT快速捕获算法 被引量:4
2
作者 汤霞清 程旭维 +1 位作者 武萌 高军强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2017年第8期128-131,135,共5页
为了快速地捕获卫星信号,研究了部分匹配滤波(Partial Matched Filter,PMF)算法及其参数选择依据。采用惯性导航系统(INS)辅助的PMF-FFT捕获算法,该算法首先利用惯性导航系统信息缩小信号捕获的2维搜索范围;同时,为改善PMF-FFT捕获算法... 为了快速地捕获卫星信号,研究了部分匹配滤波(Partial Matched Filter,PMF)算法及其参数选择依据。采用惯性导航系统(INS)辅助的PMF-FFT捕获算法,该算法首先利用惯性导航系统信息缩小信号捕获的2维搜索范围;同时,为改善PMF-FFT捕获算法的性能,在PMF过程中采用窗函数加权积分。结果表明,该捕获算法能够大幅减小平均捕获时间;且加窗后的PMF-FFT算法捕获性能更优。 展开更多
关键词 信号捕获 惯性导航辅助 部分匹配滤波 快速傅里变换
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一种用于快速捕获低轨物联网信号的PMF-FFT改进算法 被引量:1
3
作者 戚沪朋 边东明 张更新 《光通信技术》 2023年第6期48-52,共5页
为了在高动态、低信噪比的条件下实现对低轨物联网信号的快速捕获,提出了一种用于快速捕获低轨物联网信号的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)改进算法。首先,利用星历信息预估多普勒频偏,缩小频域搜索范围;然后,通过补零、加窗方... 为了在高动态、低信噪比的条件下实现对低轨物联网信号的快速捕获,提出了一种用于快速捕获低轨物联网信号的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)改进算法。首先,利用星历信息预估多普勒频偏,缩小频域搜索范围;然后,通过补零、加窗方法克服PMF-FFT算法的扇贝损失;最后,采用频域差分非相干累积提高低信噪比下的输出增益。仿真分析表明,所提改进算法在信噪比为-25~-15 dB时能提高低轨物联网信号的检测概率,搜索范围由15~35 kHz缩小为24.8~25.2 kHz。 展开更多
关键词 低轨卫星物联网 多普勒频移估计 扇贝损失 部分匹配滤波-快速傅里叶变换
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基于多尺度结构特征的快速异源图像匹配 被引量:5
4
作者 张皓 李娜 王陆 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第5期420-425,共6页
针对异源图像提出一种基于多尺度密集结构特征的快速匹配算法。算法首先利用Gabor滤波器逐像素提取图像中的结构响应,再根据主方向响应对多尺度结构特征融合,然后使用快速傅里叶变换在频域计算各特征分量图像之间的卷积,最后将卷积生成... 针对异源图像提出一种基于多尺度密集结构特征的快速匹配算法。算法首先利用Gabor滤波器逐像素提取图像中的结构响应,再根据主方向响应对多尺度结构特征融合,然后使用快速傅里叶变换在频域计算各特征分量图像之间的卷积,最后将卷积生成的系数矩阵求和计算出图像之间的相似性并选择相似性最大位置作为匹配结果输出。本文算法能有效适应异源图像间的非线性灰度变化和噪声干扰问题。测试使用可见光、红外、雷达图像组成的异源图像数据集对本文算法和现有算法进行测试比较,结果表明:本文算法的平均误匹配率最低,并且计算速度有明显优势。 展开更多
关键词 异源图像匹配 卷积定理 快速傅里变换 密集特征 GABOR滤波
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定时同步与匹配滤波频域联合实现技术 被引量:4
5
作者 吴艺彬 邵高平 汪洋 《信号处理》 CSCD 北大核心 2018年第9期1105-1113,共9页
为减少高速卫星通信系统运算量,提出了一种免混频的定时同步与匹配滤波联合的架构。该架构通过对滤波模块和同步模块的改进,将滤波器运算结果复用到定时同步模块中去,实现了使用一次快速傅里叶变换便完成信号的滤波和同步处理。不仅降... 为减少高速卫星通信系统运算量,提出了一种免混频的定时同步与匹配滤波联合的架构。该架构通过对滤波模块和同步模块的改进,将滤波器运算结果复用到定时同步模块中去,实现了使用一次快速傅里叶变换便完成信号的滤波和同步处理。不仅降低了系统复杂度,而且减少了运算量。理论分析和仿真实验表明,该结构在低信噪比和大时延环境下具有较好的估计性能,并且该结构通过模块间资源的复用,有效的降低了系统运算量,和Gardner算法相比,本文使用的方案可以减少大约70%的运算量,适用于高速解调系统。 展开更多
关键词 高速并行解调 定时同步 匹配滤波 快速傅里变换
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一种精度改进的短时匹配滤波器和FFT的高速捕获算法
6
作者 张传胜 杨颖 +1 位作者 何露 陈杰 《科学技术与工程》 2011年第8期1717-1721,共5页
针对传统的短时相关和FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里叶变换)相结合的高速信号捕获算法的优点以及不足之处,在该算法的基础上,提出了一种可以获得更高的捕获精度并且不需要大量增加FFT点数方法。该方法在获得相同的伪码精度的条件... 针对传统的短时相关和FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里叶变换)相结合的高速信号捕获算法的优点以及不足之处,在该算法的基础上,提出了一种可以获得更高的捕获精度并且不需要大量增加FFT点数方法。该方法在获得相同的伪码精度的条件下,可以大大提高对载波多普勒频移的估计。仿真结果证明了该方法的正确性。更精确地捕获精度保证了GPS接收机能成功地进入跟踪状态。 展开更多
关键词 短时匹配滤波 快速傅里变换 信号捕获 多普勒频移
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基于加窗PMF-FFT的扩频信号捕获算法研究 被引量:13
7
作者 章兰英 袁嗣杰 +1 位作者 刘海洋 史学书 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期5536-5539,共4页
介绍了基于FFT的伪码捕获算法,分析了部分匹配滤波(partial matched filter,PMF)积分时间长度的选择依据。提出一种加窗PMF-FFT的伪码捕获改进算法,该算法在PMF过程中采用汉宁窗对数据加权后进行积分,然后做FFT谱分析。详细分析了改进... 介绍了基于FFT的伪码捕获算法,分析了部分匹配滤波(partial matched filter,PMF)积分时间长度的选择依据。提出一种加窗PMF-FFT的伪码捕获改进算法,该算法在PMF过程中采用汉宁窗对数据加权后进行积分,然后做FFT谱分析。详细分析了改进算法的性能。理论分析和仿真结果表明,与原有的算法相比,改进算法在相同FFT峰值衰减时,能够有效增大PMF的积分时间长度,减少FFT运算量,而在相同PMF积分时间长度时,能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏,从而提高捕获性能。 展开更多
关键词 直接序列扩频 伪码捕获 部分匹配滤波 快速傅里变换
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一种新的高动态直扩接收机快速码捕获方法 被引量:22
8
作者 王君 安建平 宋淑娟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期439-441,465,共4页
针对接收信号存在大频偏的高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,分析了高动态环境下匹配滤波检测器相关长度与相关后输出信噪比的关系,比较了相关后的几种检测算法的性能,分析了FFT校频技术的性能.在此基础上提出一种在高动态环境下... 针对接收信号存在大频偏的高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,分析了高动态环境下匹配滤波检测器相关长度与相关后输出信噪比的关系,比较了相关后的几种检测算法的性能,分析了FFT校频技术的性能.在此基础上提出一种在高动态环境下的码捕获新方法,该方法采用分段匹配滤波相关、最大选择检测算法和二次内插的FFT校频技术.根据新方法设计了捕获电路模块.Matlab系统仿真结果表明,新的捕获方法可以容忍校正更大的频率动态范围,在较低信噪比下快速完成码捕获功能. 展开更多
关键词 分段匹配滤波 码捕获 高动态接收机 快速傅里变换
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高动态多普勒条件下伪码快速捕获技术 被引量:5
9
作者 赵琦 薛静 吴智杰 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第B09期101-104,共4页
在扩频通信中,伪随机码的捕获是系统的核心和关键技术。在高动态多普勒存在的条件下,传统的伪码捕获方法捕获时间较长。本文详细介绍了一种基于部分匹配滤波(Partial matched filtering,PMF)与快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,F... 在扩频通信中,伪随机码的捕获是系统的核心和关键技术。在高动态多普勒存在的条件下,传统的伪码捕获方法捕获时间较长。本文详细介绍了一种基于部分匹配滤波(Partial matched filtering,PMF)与快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)相结合的伪码快速捕获方法,使其对多普勒频移的使用范围大大提高,缩短了伪码捕获时间。最后用Matlab进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 捕获 多普勒频移 部分匹配滤波 快速傅里变换
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大频差长地址码扩频系统快速捕获方案的设计与实现 被引量:8
10
作者 陈勇 赵杭生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期2187-2190,共4页
该文基于离散时间信号处理分析了多普勒频移对捕获性能影响的表达式,给出部分匹配滤波器与FFT结合方案的原理。针对大频差长地址码扩频系统快速捕获问题,提出一种采用部分匹配滤波器与FFT结合算法的实现方案,在考虑捕获性能与实现复杂... 该文基于离散时间信号处理分析了多普勒频移对捕获性能影响的表达式,给出部分匹配滤波器与FFT结合方案的原理。针对大频差长地址码扩频系统快速捕获问题,提出一种采用部分匹配滤波器与FFT结合算法的实现方案,在考虑捕获性能与实现复杂性间的折衷上,具有很好的灵活性。该方案应用FPGA与DSP芯片配合实现,应用结果表明该方案在移动卫星通信和直扩抗干扰通信中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 直接序列扩频 多普勒频差 快速傅里变换 部分匹配滤波
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一种高动态环境下COMPASS卫星信号快速捕获算法 被引量:2
11
作者 施荣华 余畅 +2 位作者 董健 冯晓鹏 胡炳浩 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第5期1454-1457,共4页
在对传统的卫星信号捕获算法分析的基础上,提出了一种惯性导航系统(INS)辅助的基于部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(FFT)相结合的捕获算法。在此算法中,利用惯性导航设备提供的信息计算多普勒频率,通过部分匹配滤波器和FFT相结合的算法... 在对传统的卫星信号捕获算法分析的基础上,提出了一种惯性导航系统(INS)辅助的基于部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(FFT)相结合的捕获算法。在此算法中,利用惯性导航设备提供的信息计算多普勒频率,通过部分匹配滤波器和FFT相结合的算法并行搜索载波频率和码相位。该算法不仅能缩小多普勒频率的搜索范围,而且能够快速搜索码相位。仿真结果表明,此算法能够在高动态环境下成功捕获COMPASS卫星信号,并且明显减少捕获时间。 展开更多
关键词 高动态 快速信号捕获 COMPASS 惯性导航 匹配滤波器组 快速傅里变换
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基于频域差分的“北斗”三号信号快速捕获算法 被引量:10
12
作者 盛志超 秦瑾 +1 位作者 周勃 顾思琪 《电讯技术》 北大核心 2020年第8期928-935,共8页
针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题,提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算(Fa... 针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题,提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算(Fast Fourier Transform,FFT)算法,利用加窗和补零的方式提高FFT的频点分辨率并抑制扇贝损失,通过频域差分的方式弥补相干积分时间短和非相干平方损失带来的信噪比不足。理论分析和仿真实验证明,该算法优于传统非相干积分,能实现“北斗”三号信号的快速捕获。 展开更多
关键词 “北斗”三号 导航信号捕获 部分匹配滤波-快速傅里叶变换 差分非相干
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滤波截止频率对粗糙点接触机理影响研究
13
作者 孟凡明 王文中 +1 位作者 胡元中 王惠 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期351-356,共6页
使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响.计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力... 使用基于快速傅里叶变换和共轭梯度法的接触程序,分析了滤波截止频率对粗糙点接触机理的影响.计算结果表明:粗糙表面形貌数据再处理时使用的滤波器滤波截止频率,对力-接近量关系有着明显的影响;滤波截止频率越小,接触面积越大,接触压力越小;滤波截止频率的改变会导致Von M ises应力的显著改变,这种改变在接触面上特别明显.因此,在实际研究粗糙表面的接触机理时,选择合适的滤波截止频率是非常必要的. 展开更多
关键词 滤波截止频率 接触面积 -接近量 Von Mise应力 接触压力 快速傅里变换 共轭梯度法
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一种利用压缩感知改进的PMF-FFT扩频捕获算法 被引量:11
14
作者 王凯 吴斌 汪勃 《电讯技术》 北大核心 2018年第6期661-667,共7页
为了实现直接序列扩频(DSSS)信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗,引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法,提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(CSPMF-FFT)算法。该算法将PMF-FFT... 为了实现直接序列扩频(DSSS)信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗,引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法,提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(CSPMF-FFT)算法。该算法将PMF-FFT算法与压缩感知理论相结合,先对信号进行稀疏性分析和压缩观测,然后从少量压缩观测值中重构信号,并利用输出的峰值信息估算信号的多普勒频移和码相位,从而实现捕获。理论分析和仿真实验表明,相较于PMF-FFT捕获算法,CSPMF-FFT算法能在成功完成捕获的同时有效地减少相关器的数目和FFT变换的运算量,从而降低系统数据量和硬件资源压力,为基于压缩感知的扩频信号处理技术研究奠定了基础。 展开更多
关键词 航天测控通信 直接序列扩频信号 信号捕获 压缩感知 部分匹配滤波 快速傅里变换
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BD2快速捕获方法的研究与FPGA实现 被引量:3
15
作者 陈宇 纪元法 孙希延 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第3期669-676,共8页
针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维... 针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维搜索,以此缩短捕获时间和减少资源的消耗。首先对算法的数学模型进行推导,然后对快速捕获的核心模块——sinc内插单元、折叠匹配滤波单元以及FFT谱分析单元的原理和FPGA电路实现进行了详细的论述。最后通过在Modelsim软件平台上的验证,证明了该实现方案具有设计合理、捕获速度快和资源消耗低的特点,在应用于北斗信号捕获的同时,还适用于其他系统的伪随机码捕获。 展开更多
关键词 扩频通信 快速傅里变换 匹配滤波 可编程阵列门
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基于PMF-FFT改进的捕获方法 被引量:9
16
作者 徐宁波 宋荣荣 《无线电通信技术》 2014年第2期41-43,55,共4页
在北斗或GPS定位系统中,噪声环境下的快速捕获是信号处理的重要环节。提出了一种基于PMF-FFT改进算法的信号同步捕获方法,可以在硬件资源有限的情况下提高多普勒频偏估计精度,并在不增加FFT点数的条件下减少相关增益存在的损失,该改进... 在北斗或GPS定位系统中,噪声环境下的快速捕获是信号处理的重要环节。提出了一种基于PMF-FFT改进算法的信号同步捕获方法,可以在硬件资源有限的情况下提高多普勒频偏估计精度,并在不增加FFT点数的条件下减少相关增益存在的损失,该改进算法综合考虑了捕获时间和硬件资源的消耗占比,优化了算法结构。对仿真结果做了分析,结果表明能够有效增加捕获概率,减少捕获时间。 展开更多
关键词 捕获 部分匹配滤波 快速傅里变换 多普勒频偏
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直扩/跳频测控信号捕获算法研究 被引量:2
17
作者 王金宝 杨文革 章兰英 《现代防御技术》 北大核心 2013年第1期92-98,182,共8页
指出了将直扩/跳频用于航天测控在信号捕获时的特殊性,针对这些特殊问题提出了混合扩频测控的捕获方案,并对其中的2个方面进行了改进。采用基于凯泽窗PMF-FFT方法来实现对频谱幅值的扇形衰减进行改进,采用抛物线插值法对多普勒估计时产... 指出了将直扩/跳频用于航天测控在信号捕获时的特殊性,针对这些特殊问题提出了混合扩频测控的捕获方案,并对其中的2个方面进行了改进。采用基于凯泽窗PMF-FFT方法来实现对频谱幅值的扇形衰减进行改进,采用抛物线插值法对多普勒估计时产生的栅栏效应进行改进。理论分析和仿真结果表明,与原有算法相比较,在相同积分时间内,凯泽窗PMF-FFT方法比直接PMF-FFT能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏;抛物线插值测频能够有效减少频谱估计误差,从而利于后继跟踪的快速建立。 展开更多
关键词 直扩 跳频 航天测控 捕获 部分匹配滤波-快速傅里叶变换 凯泽窗 抛物线插值法
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高动态环境下高阶双二进制偏移载波信号的精确捕获 被引量:9
18
作者 张天骐 袁帅 +1 位作者 刘董华 李群 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2728-2735,共8页
针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该... 针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该方法首先利用离散多项式相位变换(DPT)去除接收信号的高阶动态项,然后针对DBOC信号重新设计PMF-FFT算法;最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该方法将检测概率提高了2 dB左右,并且有效缩短了捕获时间。 展开更多
关键词 信号处理 高动态环境 双二进制偏移载波 离散多项式相位变换 频谱校正 部分匹配滤波-快速傅里叶变换
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扩频测控体制信号捕获方法分析 被引量:10
19
作者 冯文全 刘曦 李春升 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1150-1156,共7页
扩频综合基带设备集成了遥控、遥测、测距、测速等多种通用功能,在扩频测控体制的发展中占据重要的地位.针对综合基带设备的复杂需求,分析了传统信号捕获方法的局限性,在此基础上提出一种改进的扩频测控信号捕获方法.对载波多普勒范围... 扩频综合基带设备集成了遥控、遥测、测距、测速等多种通用功能,在扩频测控体制的发展中占据重要的地位.针对综合基带设备的复杂需求,分析了传统信号捕获方法的局限性,在此基础上提出一种改进的扩频测控信号捕获方法.对载波多普勒范围进行子区间划分,采用二次频率调谐和分段积分累加来扩展频率捕获范围.引入非线性变换解决非相干测控体制下基带数据翻转造成的捕获性能恶化问题.通过仿真结果验证方法的有效性.最后分析了改进方法的捕获性能,可以为综合基带设备研制和测控体制参数设计提供参考. 展开更多
关键词 扩频测控体制 综合基带设备 捕获 快速傅里变换 部分匹配滤波
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一种面向水上应急救援定位设备的北斗信号捕获方法 被引量:4
20
作者 张杨 颜开 +2 位作者 刘胜利 陈兵 蔡晨 《中国航海》 CSCD 北大核心 2022年第2期134-140,共7页
为减小水上应急救援定位设备完成触发报警的耗时,提升设备在无先验信息冷启动情况下的定位效率,提出一种针对北斗三号B2a信号的捕获方法,利用匹配滤波器(Partial Matched Filters,PMF)对信号直接数字下变频,采用单边带捕获方法消除B2a... 为减小水上应急救援定位设备完成触发报警的耗时,提升设备在无先验信息冷启动情况下的定位效率,提出一种针对北斗三号B2a信号的捕获方法,利用匹配滤波器(Partial Matched Filters,PMF)对信号直接数字下变频,采用单边带捕获方法消除B2a信号自相关函数多峰特性,通过匹配相关结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),将码相位-多普勒频移的二维搜索降为一维的频率并行搜索,减少捕获时间。通过推导PMF长度和FFT点数对捕获性能的影响,分析相关损失与多普勒频移和相关器长度的关系,提出参数选择建议。结果表明:在信噪比-30 dB的情况下,仍可获得明显的最大相关峰,顺利完成对信号的捕获;与传统并行码相位搜索方法相比,该方法降低了对采样率的要求,有效减少硬件资源消耗、缩短捕获时间、提高捕获灵敏度。 展开更多
关键词 水上应急救援 北斗信号 捕获 匹配滤波 快速傅里变换
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