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一种高精度超声波到达时刻的检测方法

仪器仪表学报 2012年第11期33卷 2422-2428页

作者：陈建孙晓颖林琳王波吉林大学通信工程学院长春130022

针对超声波到达时刻精密测量的要求,提出一种超声波达到时刻精确检测算法。采用数字处理技术,利用A/D转换数据,根据超声信号达到最大值经过的周期数,确定超声到达判断的门限电平,通过直线拟合方法计算出超声波到达时刻。该方法采用动态... 详细信息

针对超声波到达时刻精密测量的要求,提出一种超声波达到时刻精确检测算法。采用数字处理技术,利用A/D转换数据,根据超声信号达到最大值经过的周期数,确定超声到达判断的门限电平,通过直线拟合方法计算出超声波到达时刻。该方法采用动态阈值,克服了采用固定门限电平受信号幅度影响的缺点。该方法仅通过简单搜索和数学运算,在较低信号采样率条件下,能够实现ns级精度的检测,为测距、目标跟踪定位、流量检测等高精度超声波检测提供一种计算量低、精度高的检测方法。试验与仿真结果验证了该方法具有较高的精度和实时性。

关键词：超声波过零点检测直线拟合到达时刻

基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法

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声学学报 2002年第1期27卷 84-87页

作者：戴延中李志舜西北工业大学航海工程学院西安710072

研究了基于Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波到达时刻的估计方法。通过回波信号与参考信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，完成对回波到达时刻的估计。在此基础上，本文提出了瞬时频域相关和ＸＷＶＤ峰值估计两种改... 详细信息

研究了基于Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波到达时刻的估计方法。通过回波信号与参考信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，完成对回波到达时刻的估计。在此基础上，本文提出了瞬时频域相关和ＸＷＶＤ峰值估计两种改进方法。通过仿真研究，发现这两种改进估计方法在低信噪比（０ｄＢ）下具有很好的估计性能，估计均方误差可以达到克拉美－罗界，并且运算量也大大降低，有利于工程实时应用。最后，本文讨论了线性调频信号时宽和带宽对估计性能的影响。

关键词： Wigner-Ville分布宽带回波到达时刻估计方法低信噪比信号处理雷达声呐

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机场到达时刻数量决策随机模型

基于FPGA的水下单程声径跟踪测速系统设计与实现

管理科学 2018年第2期 2948-2954页

作者：乐美龙李星灿高金敏

为高效利用拥堵机场的时刻资源，本文建立了机场到达时刻数量决策随机模型。模型根据不同到达时刻的价值和延误成本、取消成本，将到达时刻进行最大化分割，得到机场一天的最优时刻框架。此外，模型通过引入期望延误率和期望取消率等参... 详细信息

为高效利用拥堵机场的时刻资源，本文建立了机场到达时刻数量决策随机模型。模型根据不同到达时刻的价值和延误成本、取消成本，将到达时刻进行最大化分割，得到机场一天的最优时刻框架。此外，模型通过引入期望延误率和期望取消率等参数，增强了实际应用的鲁棒性。在进行案例仿真时，本文使用了广州白云国际机场的相关数据，利用优化软件AIMMS4.19求得实验结果。实验结果证明，模型不仅能够提高机场的经济效益，而且能够有效减缓高峰时期的拥堵。

关键词：拥堵机场到达时刻航班延误随机模型 congested airport arrival slots delayed flight stochastic model

来源：人大复印报刊资料评论

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人大复印报刊资料

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传感技术学报 2024年第5期37卷 807-817页

作者：赵冬冬徐荣宝陈朋梁荣华梁世慧吕成财浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023 中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000

针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测... 详细信息

针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测速一体化系统是基于具有快速并行计算能力的FPGA实现,解算结果可在微秒内完成,时延有效降低。针对目标跟踪测速一体化问题,水下航行体在系统同步时刻周期性发射线性调频信号,水下信标接收基阵设计基于短时傅里叶变换/逆变换算法对信号进行时频域转换分析,能够准确地提取信号的到达时刻和多普勒频偏。水下信标基阵进而可在系统同步周期内解算每个接收信标单元相对于水下航行体的径向速度和径向距离,实现目标的跟踪测速。仿真实验表明,该方法的跟踪相对误差控制在0.2%,测速相对误差控制在0.8 m/s。湖试试验结果表明,该方法跟踪相对误差控制在5%,测速相对误差控制在0.3 m/s。

关键词：水下通信 FPGA 单程声径短时傅里叶变换多普勒频偏到达时刻

资源量与开工时刻限制下航空公司地面作业调度问题

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数学的实践与认识 2012年第23期42卷 9-17页

作者：靖德果许保光池宏中国科学院科技政策与管理科学研究所北京100190

根据航空公司实际地面作业背景,提出了一个资源量与开工时刻双重限制下的排序模型.已知有若干个任务和有限的资源量,每个任务有一个到达时刻及要求完工期限.以极小化最大的延误时间为目标给出了一个启发式的多项式算法,并界定了近似解... 详细信息

根据航空公司实际地面作业背景,提出了一个资源量与开工时刻双重限制下的排序模型.已知有若干个任务和有限的资源量,每个任务有一个到达时刻及要求完工期限.以极小化最大的延误时间为目标给出了一个启发式的多项式算法,并界定了近似解与最优解的误差范围.

关键词：地面作业排序问题资源限制到达时刻完工期限

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脉冲星计时模型和自转稳定性研究

脉冲星计时模型和自转稳定性研究

作者：周庆勇解放军信息工程大学

学位级别：硕士

脉冲星计时是研究时间科学、中子星物理、星际介质及双星系统等领域的重要手段之一。在天文学上,脉冲星计时观测获得许多重大的科学发现,引力波探测对脉冲星计时精度提出了更高的要求。毫秒脉冲星的自转频率稳定度可达10 ?1 9 0?2 1s/s... 详细信息

脉冲星计时是研究时间科学、中子星物理、星际介质及双星系统等领域的重要手段之一。在天文学上,脉冲星计时观测获得许多重大的科学发现,引力波探测对脉冲星计时精度提出了更高的要求。毫秒脉冲星的自转频率稳定度可达10 ?1 9 0?2 1s/s,被誉为当前自然界最稳定的天文钟。论文对脉冲星计时模型和自转稳定性进行了研究,主要内容包括脉冲星计时的相对论建模、脉冲TOA分析模型以及脉冲星自转稳定度分析等。主要工作如下: 1.在讨论脉冲星计时观测的牛顿与相对论理论的基础上,阐述了计时观测的相对论建模过程。 2.在考虑太阳及地球二阶后牛顿效应的情况下,推导了地球原时与太阳系坐标时的高精度转换公式,使用脉冲星信号传播的零测地线方程得到脉冲星信号到达时间公式,并讨论各种效应的影响量级。详细分析了脉冲星计时方程与VLBI时延公式的差异。 3.分析了脉冲星信号从辐射源至接收机传播全过程的各种计时效应,建立1ns精度的TOA分析模型。使用Tempo2软件对PSR J0437-4715的观测数据进行处理,得到脉冲星计时模型参数,并估计了各种时延效应大小。计时模型的主要误差包括TOA的分析模型误差,星际色散延迟误差,脉冲星自转不稳定等。 4.阐述了高精度脉冲星计时的测量模型。介绍了脉冲星计时噪声的估计方法,通过计算得出当前毫秒脉冲星的计时噪声水平影响引力波背景辐射对TOA摄动的发现。论述了TOA摄动中各种计时效应的影响,分析了计时效应中白噪声项对脉冲星计时观测的影响。总结了减弱各种计时效应引起计时观测误差的方法。 5.分析得出极其稳定的脉冲星自转频率是脉冲星相关应用(脉冲星导航或授时)的基础。用位置精确测定的且自转频率稳定的脉冲星定义时空基准,可实现更大区域的导航。通过对脉冲星时间尺度预报分析,得出脉冲相位模型在参考历元附近时间预报精度较高,而远离参考历元时,精度会逐渐降低。建议在脉冲星导航及授时中,采用最新的脉冲星计时模型参数。 6.分析比较了原子时与脉冲星时的稳定特性。原子时钟稳定性主要受内部噪声的影响,而脉冲星时的最大噪声来源于自转的不稳定性,其稳定度一般使用? z方法估计。研究表明,在较短时间跨度内,原子时稳定度好于脉冲星时,而在长时间尺度(如1年以上)上,脉冲星时间尺度稳定度好于原子时。并且由多个脉冲星时构成的综合脉冲星时可较好地消除共同误差的影响,从而提高了脉冲星时间标准的精度。

关键词：计时模型到达时刻自转稳定性脉冲星时时间转换计时噪声脉冲星导航

同方学位论文库评论

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管道球形内检测器声学示踪定位技术研究

管道球形内检测器声学示踪定位技术研究

作者：周乾天津大学

学位级别：硕士

管道内检测器是常用的管道缺陷检测手段之一。新兴的球形内检测器卡堵风险小、生产和运行成本低、方便调整所搭载传感器的类型改变检测功能等,开始受到用户的关注,应用前景广阔,但由于球形内检测器的运动方式具有特殊性,难以利用传统内... 详细信息

管道内检测器是常用的管道缺陷检测手段之一。新兴的球形内检测器卡堵风险小、生产和运行成本低、方便调整所搭载传感器的类型改变检测功能等,开始受到用户的关注,应用前景广阔,但由于球形内检测器的运动方式具有特殊性,难以利用传统内检测器示踪定位技术实现实时跟踪,检测过程存在新的风险。本文提出一种基于管道超声导波原理的主动声学定位方法,研究了球形内检测器的声学示踪定位技术。主要创新性工作包括:利用全局矩阵法推导管道频散方程并进行数值计算,绘制并对比分析无介质管道与充液管道的频散曲线,明确充液管道导波受到无介质管道与管内液柱的耦合影响,随频率变化在两种形态之间转换。对管道轴对称导波传播规律进行了时域仿真分析,仿真结果与频散曲线基本吻合。提出管道球形内检测器超声导波示踪定位方法,建立了定位模型,明确了导波频率、传播时间、传播速度等关键参数对示踪定位的影响。搭建充水管道导波定位实验装置,对非轴对称声源激励情况下的导波定位的关键技术参数进行了对比实验研究。利用时频分析法明确了导波信号的能量分布特征,对比多种信号到达时刻(Time of arrival,TOA)方法,进行了定位效果拟合,明确动态阈值法是获取TOA的最优选择,最优激励频率45～65k Hz,导波传播速度约为1.5m/ms。设计实现了球形内检测器示踪定位系统,完成了超声导波发射装置与导波信号接收装置的软硬件设计,利用仿真分析优化结构改善了发射强度。在充水管道进行了内检测器示踪定位实验测试,能够实现实时跟踪定位。

关键词：球形内检测器示踪定位超声导波到达时刻管道内检测