中国人民解放军95859部队，甘肃 酒泉 735018
光电经纬仪测量飞行目标的姿态角是重要的测姿手段。提出了一种利用实时动态载波相位差分技术（RTK）定位的无人机对光电经纬仪的测姿精度进行检测的方法。该方法将无人机RTK天线中心点与地面基准点构成的连线作为待测姿态角的轴线，通过RTK定位值计算出轴线与基准面之间的夹角，并以此作为姿态角的标准值来检测光电经纬仪测姿精度。介绍了测姿精度检测原理，对RTK定位精度和检测精度进行了不确定度分析，探讨了在精度检测时的设备布站规则。理论分析和实验结果表明：所提方法可以用于光电经纬仪测姿精度的外场检测。
姿态角 精度检测 实时动态载波相位差分技术 无人机 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0512002
1 广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 530004
2 广西多媒体通信与网络技术重点实验室，广西 南宁 530004
3 广西高校多媒体通信与信息处理重点实验室，广西 南宁 530004
4 广西信息科学实验中心，广西 桂林 541004
针对超奈奎斯特系统引入的码间干扰使载波相位估计难度增大的问题，提出了一种二阶电域导频辅助载波相位估计方案，将导频辅助相位噪声补偿模块与基于Viterbi的最大似然相位估计模块级联，牺牲约1.7% 的带宽开销，可以有效克服超奈奎斯特系统引入的码间干扰，对激光器线宽导致的相位噪声进行准确估计。在调制格式为16进制正交幅度调制的超奈奎斯特系统中，经仿真验证可知：该算法在加速因子不超过Mazo极限时可以有效跟踪相位噪声；在加速因子低至0.833、误码率为2×10-2、光信噪比代价为1 dB的条件下，该算法能容忍的最大线宽乘积为5×10-4；相较于一阶导频辅助载波相位恢复算法，该算法具有更大的线宽容忍度，所需的光信噪比也更小。
光通信 相干通信 超奈奎斯特技术 载波相位恢复 导频辅助相位估计算法 Viterbi
1 西安石油大学 陕西省油气井测控技术重点实验室, 西安710065
2 西北大学 物理学院, 西安 710127
为了消除光强扰动和相位调制深度对相位生成载波(PGC)解调的影响, 提出一种基于混频滤波、相除和差分的相位解调算法--PGC解调改进算法。该算法通过滤波和微分两两相除以及差分、积分运算, 使得解调信号不含任何变量。对PGC解调改进算法进行了理论分析和推导, 利用Labview平台构建仿真模型, 验证了该算法相对于传统解调算法的优势, 搭建了基于迈克尔逊干涉的解调系统并进行实验验证。实验结果表明: 在不同的相位调制深度情况下, PGC解调改进算法解调出的待测信号不会产生谐波失真；在不同光强的情况下, 解调出的信号幅度保持一致。
相位生成载波 相位调制深度 消除光强扰动 迈克尔逊干涉仪 解调算法 phase generated carrier, phase modulation depth, e
1 西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
为解决未知概率整形因子信号的自适应相位恢复问题,提出了一种基于K-means聚类的自适应相位恢复算法。通过理论分析与数值仿真,验证了基于K-means聚类进行星座点模值半径重定位的可行性,将K-means聚类与前馈式载波相位恢复算法相结合,解决了概率整形信号经归一化处理后存在的星座点相对放大的问题,实现了未知概率整形因子信号相位的自适应恢复。对该算法在不同光信噪比、不同激光器线宽下的16正交幅度调制(QAM)与64QAM信号进行了分析,结果表明所提算法不仅可用于未知概率整形因子下信号的相位恢复,还可用于均匀QAM信号的相位恢复。所提算法在星座点模值的重新定位中考虑了噪声的影响,在相同的测试相位数量下可以实现更高精度的相位补偿,对于均匀QAM信号的光信噪比容忍度提升了约1 dB。
光通信 概率整形 载波相位恢复 K-means聚类
浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江 杭州 310018
为了提取固体表面的微振动信息，本文提出了一种基于正弦相位调制干涉仪和实时归一化PGC-DCM算法的探测方法。采用归一化PGC-DCM算法实现载波相位调制深度和载波相位延迟的计算，然后对正交干涉信号分量进行预归一化，再经过运算消去干涉信号条纹的对比度系数，实现正交干涉信号分量的完全归一化，最后利用微分交叉相乘原理实现干涉信号相位的解调。利用数值仿真证明了解调算法的有效性，并在光学暗室环境中搭建了一套正弦相位调制干涉系统，对多种不同频谱特征的固体表面微振动进行探测实验和信息解调；实验结果表明，所提方法能够准确探测固体表面的微振动信息，在3 kHz的被测微振动频率范围内，干涉信号相位解调的平均信噪失真比为33.0956 dB，动态范围优于22.75 dB。
测量 正弦相位调制 表面微振动 调制深度 载波相位延迟 归一化
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network, Ministry of Education, Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2 School of Information and Communication Engineering, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100101, China
An approach to generate high-speed and wideband frequency shift keying (FSK) signals based on carrier phase-shifted double sideband (CPS-DSB) modulation is proposed and experimentally validated. The core part of the scheme is a pair of cascaded polarization-sensitive LiNbO3 Mach–Zehnder modulators and phase modulators, whose polarization directions of the principal axes are mutually orthogonal to each other. A proof-of-concept experiment is carried out, where a 0.5 Gb/s FSK signal with the carrier frequencies of 4 and 8 GHz and a 1 Gb/s FSK signal with the carrier frequencies of 8 and 16 GHz are generated successfully.
microwave photonics frequency shift keying polarization-sensitive modulator microwave signals generation carrier phase-shifted double sideband modulation Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 103901
哈尔滨工业大学(深圳)电子与信息工程学院, 广东 深圳 518055
大波特率、高阶调制格式信号的广泛应用使相干光通信系统对收发机中存在的硬件损伤更加敏感,因此迫切需要相应的损伤估计方法。提出了一种新的基于数字信号处理的收发机损伤联合估计方案,该方案可同时监测因光发射机和光接收机硬件不完美引起的光信号同相/正交(IQ)分量幅度、相位不平衡和时钟偏移。该方案首先使用Godard定时误差检测器和施密特正交化法估计并补偿了接收机损伤;接着使用最大似然的独立成分分析法和级联的判决引导最小均方(DDLMS)算法分别实现了对发射机损伤不敏感的偏振解复用和载波相位恢复;最后从DDLMS的抽头系数中估计出发射机损伤。得益于对发射端IQ不敏感的偏振解复用和载波相位恢复,该方案实现了宽范围的损伤监测。仿真结果表明,与传统数字信号处理方案相比,所提方案对发射端幅度、相位不平衡的估计范围分别提升了约100%和33%。
光通信 不平衡损伤 偏振解复用 载波相位恢复
1 中国电科重庆声光电有限公司, 重庆 400031
2 中电科特种飞机系统工程有限公司, 四川 成都 610036
针对无人机在动平台起降时对导航系统提出的导航精度高, 解算无人机与动平台降落点的相对定位精度高, 体积小及质量小等要求, 该文基于捷联惯性导航(SINS)、北斗动动载波相位差分(RTK)技术及采用卡尔曼滤波多源导航信息融合技术, 研制了动平台起降无人机导航系统。试验结果表明, 系统地理系导航精度: 航向≤0.2°(1σ(σ为方差)), 姿态≤0.15°(1σ), 水平定位≤0.4 m(1σ), 高度≤0.8 m(1σ); 动态下导航系统与移动基准站相对精度: 水平定位≤0.05 m(1σ), 高度≤0.1 m(1σ)。飞行试验表明, 导航系统满足无人机在动平台起降对导航精度的要求。
捷联惯性导航系统(SINS) 北斗卫星导航 载波相位差分(RTK) 无人机 动平台 相对定位 北斗基准站 strapdown inertial navitation system(SINS) Beidou navigation satellite system carrier phase differential technique(RTK) UAV moving platform relative positioning Beidou base station
强激光与粒子束
2020, 32(6): 066001
薛喜平 1,2,3李春来 1,2,3张洪波 1,2,3孔德庆 1,2,3,*[ ... ]汪赞 1,2,3
1 中国科学院国家天文台, 北京 100101
2 中国科学院月球与深空探测重点实验室, 北京 100101
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院云南天文台, 昆明 650000
提出了一种基于全球导航卫星系统差分的天线阵大气相位扰动实时修正方法，以高稳定度的原子钟作为外频标，利用导航卫星载波相位的单差与历元上的双差，并通过星历扣除由于卫星运动引起的相位变化，在周跳检测和修正后，通过长周期的拟合消除卫星轨道和站坐标误差的影响，最后通过双频或多频信号实现两地电离层和对流层扰动的实时测量.在国家天文台北京密云站和云南昆明站分别部署了一套全球导航卫星接收设备，进行异地大气相位扰动实时修正方法的实验验证.利用双频载波相位测量数据对第三频率进行修正，结果表明，在不同天气条件下修正后的大气相位扰动均方根达到1.9 mm，表明该方法可用于射电天文和深空探测中天线阵的大气相位扰动修正.
大气测量 天线组阵 全球导航卫星系统 载波相位差分 大气相位扰动 Atmospheric measurement Antenna array Global Navigation Satellite System Carrier phase difference Atmospheric phase perturbation
