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GMSK+PN信号信噪比估计

系统工程与电子技术 2016年第1期38卷 26-30页

作者：石立国王竹刚熊蔚明中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院大学北京100190

针对数传、测距一体化的调制方式高斯最小频移键控复合伪码测距（Gaussian minimum shift keying＋pseudo-noise,GMSK＋PN）信号的信噪比估计,提出了一种精度较高、复杂度较低的快速算法。该算法采用层状结构分解的方式,将信号分解为若... 详细信息

针对数传、测距一体化的调制方式高斯最小频移键控复合伪码测距（Gaussian minimum shift keying＋pseudo-noise,GMSK＋PN）信号的信噪比估计,提出了一种精度较高、复杂度较低的快速算法。该算法采用层状结构分解的方式,将信号分解为若干信号单元,对每一个分解的信号单元进行功率分配计算或信噪比估计,最后快速准确地计算出整个信号的信噪比。信噪比在1-13dB之间时,估计误差小于0.5dB。利用Simulink仿真工具,验证了该算法的有效性。

关键词：高斯最小频移键控再生伪码测距 Tausworthe码空间数据系统咨询委员会信噪比

GPS浮标数据反演海浪谱的理论仿真与试验验证

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海洋学报 2014年第7期36卷 34-44页

作者：徐曦煜王振占叶沛许可中国科学院空间科学与应用研究中心微波遥感技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100039

GPS浮标作为一种新型的海洋测量设备,近年来在海面高度现场测量和星载高度计定标方面取得了重要应用。通过仿真试验对反演海浪谱的方法和流程进行研究,旨在探索从GPS浮标测量的海面高度序列中提取海浪谱的方法。首先,使用Longuest模型... 详细信息

GPS浮标作为一种新型的海洋测量设备,近年来在海面高度现场测量和星载高度计定标方面取得了重要应用。通过仿真试验对反演海浪谱的方法和流程进行研究,旨在探索从GPS浮标测量的海面高度序列中提取海浪谱的方法。首先,使用Longuest模型生成了海浪波面位移时间序列,并通过Pierson-Moscowitz风浪谱对波面位移的统计特性进行约束,其随机性由相位引入。结合典型潮汐和GPS浮标仪器噪声的仿真时间序列,合成了仿真时间长度1h的1Hz(每秒1次)随机海面高度序列。然后,利用自相关函数法,进行高通滤波和数据压缩,得到了仿真的海浪谱。该仿真结果和理论海浪谱非常接近,可满足海浪谱反演的需求。最后,通过山东石岛外海的GPS浮标现场试验,验证了本文提出的反演方法的适用性。本文的研究解决了GPS浮标反演海浪谱的关键问题,丰富了海浪谱反演的手段,拓展了GPS浮标的应用领域,有望为未来我国的星载波谱仪定标服务。

关键词： GPS浮标随机波面位移 P-M谱自相关函数高通滤波

基于SIMION软件的空间等离子体探测器的数值仿真

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中国空间科学技术 2012年第4期32卷 71-76页

作者：孔令高张爱兵王世金孙越强郑香脂董永进中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049

空间等离子体探测器采用带偏转板的柱形静电分析器作为传感器,具有大于320°探测视场,可探测约10eV～30keV的热等离子体。利用SIMION软件采用均匀随机抽样建立粒子源的方法仿真探测器的基本特性参数:静电分析器因子、能量分辨率、偏转... 详细信息

空间等离子体探测器采用带偏转板的柱形静电分析器作为传感器,具有大于320°探测视场,可探测约10eV～30keV的热等离子体。利用SIMION软件采用均匀随机抽样建立粒子源的方法仿真探测器的基本特性参数:静电分析器因子、能量分辨率、偏转板因子和偏转角。仿真结果与实测结果吻合很好。静电分析器因子的仿真与实测结果偏差为3.2%,能量分辨率仿真与实测结果偏差为1.5%,偏转角-偏转板因子的关系式与实测结果的相关系数为0.999 4。仿真结果可以有效地应用于该类仪器的设计和定标过程中。

关键词：空间等离子体探测器柱形静电分析器数值仿真

基于FPGA的高性能电离层测高仪数控系统设计

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空间科学学报 2021年第4期41卷 580-588页

作者：靳梦雅郭伟刘鹏王彩云中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院微波遥感技术重点实验室北京100190

为建立天地一体化电磁观测系统,实现电离层等的实时准确观测,为地震机理的研究与地震预报工作提供科学有效的数据,提出了一种高性能电离层测高仪数控系统设计方案将应用于电磁卫星的地面同步验证系统中,给出了数控系统的时序控制单元、... 详细信息

为建立天地一体化电磁观测系统,实现电离层等的实时准确观测,为地震机理的研究与地震预报工作提供科学有效的数据,提出了一种高性能电离层测高仪数控系统设计方案将应用于电磁卫星的地面同步验证系统中,给出了数控系统的时序控制单元、发射单元和接收单元等的具体实现.在收发延迟可变的雷达时序控制下,发射单元利用直接数字合成技术产生1~30 MHz的脉冲信号,40位类巴克码对脉冲信号进行二进制相位调制编码,随后交替发射正交极化波;接收单元利用高速模数转换器实现信号的数字化,采用FPGA技术进行下变频处理.本数控系统的设计可直接获取回波信号的极化信息,高度分辨率为1.5 km,探测周期小于2 min.实验结果表明,该数控系统方案切实可行.

关键词：电离层数字测高仪数控系统 FPGA 类巴克码数字下变频

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星载真实孔径雷达波谱仪的海浪谱反演仿真

电子学报 2010年第12期38卷 2867-2874页

作者：林文明董晓龙周玉驰中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049

本文概述了星载雷达测量海浪方向谱的原理及相应的系统配置,并介绍一种端到端的系统仿真方法,分析系统在不同配置和海况下的波谱反演性能.仿真结果表明,星载雷达波谱仪能够以较高精度测量有效波高大于2.0m的风浪和中低风速条件下的涌浪... 详细信息

本文概述了星载雷达测量海浪方向谱的原理及相应的系统配置,并介绍一种端到端的系统仿真方法,分析系统在不同配置和海况下的波谱反演性能.仿真结果表明,星载雷达波谱仪能够以较高精度测量有效波高大于2.0m的风浪和中低风速条件下的涌浪(有效波高大于0.8m).最小可检测波长为40m,波长为200m时测量精度优于20m;平均之后波谱测量的方向精度优于20°.同时证明,10°入射角的波束配置优于6°入射角.

关键词：真实孔径雷达波谱仪方向谱调制谱相关系数

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利用SMOS卫星数据反演海洋盐度方法研究

遥感技术与应用 2014年第3期29卷 401-409页

作者：卢红丽王振占殷晓斌中国科学院微波遥感技术重点实验室中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049

以星载微波遥感的辐射传输方程为基础,利用SMOS(土壤湿度海洋盐度)卫星的L1C级亮温数据,通过与辐射传输模型模拟的亮温进行对比,评估及验证亮温的数据质量,建立了海洋盐度反演算法。通过分析2012年7月东南太平洋区域(45°~5°S,140°~90... 详细信息

以星载微波遥感的辐射传输方程为基础,利用SMOS(土壤湿度海洋盐度)卫星的L1C级亮温数据,通过与辐射传输模型模拟的亮温进行对比,评估及验证亮温的数据质量,建立了海洋盐度反演算法。通过分析2012年7月东南太平洋区域(45°~5°S,140°~90°W)的下降轨道数据,发现MIRAS亮温与模型模拟亮温之间总是存在几K的系统偏差,即OTT,因此提出了两种反演盐度的方法:一种是修正OTT偏差,使用入射角0°~55°的数据反演盐度;另一种是不修正OTT偏差,使用大入射角范围35°~55°的数据进行盐度反演。再通过利用MIRAS多角度信息,对亮温作二阶多项式拟合,减少随机噪声对反演的影响。最后采用最小二乘法,使得MIRAS的二阶拟合亮温与模型仿真亮温最接近,迭代反演盐度值。并将反演结果分别与欧空局的L2级盐度数据产品和Argo盐度数据进行比较,来验证反演算法。结果表明:修正OTT之后全角度数据反演的盐度值在50km×50km范围内、卫星过境前后5d,与Argo浮标盐度匹配比较的均值为1.38pss,标准差为0.35pss;不修正OTT,直接利用大入射角范围35°~55°的MIRAS亮温反演盐度,与Argo盐度误差均值为0.03pss,标准差为0.33pss;同时欧空局的L2级盐度与Argo盐度误差均值为0.26pss,标准差为0.38pss。可见利用大入射角范围的反演方法很好地反演了海洋盐度。

关键词：海洋遥感 SMOS 综合孔径辐射计盐度反演

基于全极化微波辐射计WindSat亮温数据的海面风场反演

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高技术通讯 2008年第5期18卷 519-524页

作者：刘璟怡王振占殷晓斌姜景山中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100039

根据全极化微波辐射传输理论,利用双尺度模式建立了海面辐射亮温的反演算法,并且利用美国发射的全球第一个星载全极化微波辐射计(WindSat)在轨运行期间的亮温数据进行了海面风场的反演,重点分析了风向反演的模糊度问题,并对风场反演结... 详细信息

根据全极化微波辐射传输理论,利用双尺度模式建立了海面辐射亮温的反演算法,并且利用美国发射的全球第一个星载全极化微波辐射计(WindSat)在轨运行期间的亮温数据进行了海面风场的反演,重点分析了风向反演的模糊度问题,并对风场反演结果进行了评估。研究结果初步验证了全极化辐射计在卫星上遥感海面风场的能力:与美国国家环境预报中心(NECP)的数据进行比较,反演的风速误差为1.15m/s,5m/s 以上风速下的风向误差为21°;与 TAO 浮标数据进行比较,风速误差为1.4m/s,风速5m/s 以上的风向误差为20.5°。

关键词：全极化微波辐射计 WindSat 风场反演误差分析

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弱太阳闪烁中的深空探测信道预测

宇航学报 2009年第1期30卷 244-249页

作者：胡圣波孟新赵娜蒋立正中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

为提高探测器发射机功率利用率,在探测器和地球间建立可靠的传输链路,弱太阳闪烁中的信道预测十分重要。分析了行星聚合和太阳闪烁的物理特性,建立了弱太阳闪烁条件下的深空探测信道的Rician模型,并得出了当Rician因子大于10dB时近似为... 详细信息

为提高探测器发射机功率利用率,在探测器和地球间建立可靠的传输链路,弱太阳闪烁中的信道预测十分重要。分析了行星聚合和太阳闪烁的物理特性,建立了弱太阳闪烁条件下的深空探测信道的Rician模型,并得出了当Rician因子大于10dB时近似为高斯信道的结论。通过分析闪烁功率谱,可以采用二阶AR模型预测信道。应用修正的Yule-Walker方程,提出了基于AR模型的信道预测方法,预测结果表明:幅度起伏一步预测误差在±0.005dB内,三步预测误差在±0.01dB内。

关键词：太阳闪烁聚合深空探测信道预测

不同增益天线旋转扫描扇形波束散射计的风场反演仿真

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电子学报 2009年第3期37卷 494-499页

作者：林文明董晓龙中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049

本文介绍了一种星载Ku波段旋转扫描扇形波束散射计及其主要系统参数.该散射计工作在500km高度的太阳同步轨道.通过仿真比较这种散射计在不同增益天线下的风场反演能力,确定刈幅大于1000km时天线的双程增益应不小于51.5dB、距离向3dB波... 详细信息

本文介绍了一种星载Ku波段旋转扫描扇形波束散射计及其主要系统参数.该散射计工作在500km高度的太阳同步轨道.通过仿真比较这种散射计在不同增益天线下的风场反演能力,确定刈幅大于1000km时天线的双程增益应不小于51.5dB、距离向3dB波束宽度约为25度.最后将反演风场的质量与笔形波束的SeaWinds散射计的结果进行对比,得知这种新型的散射计有良好的风场反演能力.特别地,它能显著改善高风速条件下的风向反演精度.

关键词：扇形波束散射计风场反演噪声品质因素