仪器仪表学报
儀器儀錶學報
의기의표학보
Chinese Journal of Scientific Instrument
2015年
8期
1682-1691
,共10页
微弱瞬态极低频信号%同频窄带噪声%反相双峰指数模型%非线性最小二乘%平均功率检测器
微弱瞬態極低頻信號%同頻窄帶譟聲%反相雙峰指數模型%非線性最小二乘%平均功率檢測器
미약순태겁저빈신호%동빈착대조성%반상쌍봉지수모형%비선성최소이승%평균공솔검측기
weak transient ELF signal%narrowband noise in same frequency range%nonlinear least square%phase inverting double-peak exponential model%mean power detector
在铁磁管道环境下,同频窄带噪声中的微弱瞬态极低频信号的估计与检测问题是管道机器人跟踪定位中最为重要的科学问题之一.为实现窄带噪声中的微弱瞬态信号的有效检测,分析了接收线圈在不同空间姿态下的信号特点,针对信号与窄带噪声相位上的区别以及信号包络的形态,建立了相位反相的双峰指数函数数学模型;应用非线性最小二乘估计,实现了该数学模型和真实信号之间的拟合;通过仿真和实验验证了该数学模型与真实信号的高度匹配性,并应用蒙特卡洛仿真分析了该模型参数估计的性能;使用所建立的数学模型,构建了平均功率检测器和瞬时最大功率检测器,通过分析比较极低频发射机在不同移动速度和接收信噪比条件下的检测性能,得出了两种检测器的特点和适用范围,并指出在现有工程背景下平均功率检测器的优势.实验证明,相位反相信息对同频窄带噪声中的信号检测非常重要,平均功率检测器在低信噪比条件下的检测性能良好.在信噪比为0.05 dB、虚警概率设为1％时,该检测器的检测概率达98.8％.
在鐵磁管道環境下,同頻窄帶譟聲中的微弱瞬態極低頻信號的估計與檢測問題是管道機器人跟蹤定位中最為重要的科學問題之一.為實現窄帶譟聲中的微弱瞬態信號的有效檢測,分析瞭接收線圈在不同空間姿態下的信號特點,針對信號與窄帶譟聲相位上的區彆以及信號包絡的形態,建立瞭相位反相的雙峰指數函數數學模型;應用非線性最小二乘估計,實現瞭該數學模型和真實信號之間的擬閤;通過倣真和實驗驗證瞭該數學模型與真實信號的高度匹配性,併應用矇特卡洛倣真分析瞭該模型參數估計的性能;使用所建立的數學模型,構建瞭平均功率檢測器和瞬時最大功率檢測器,通過分析比較極低頻髮射機在不同移動速度和接收信譟比條件下的檢測性能,得齣瞭兩種檢測器的特點和適用範圍,併指齣在現有工程揹景下平均功率檢測器的優勢.實驗證明,相位反相信息對同頻窄帶譟聲中的信號檢測非常重要,平均功率檢測器在低信譟比條件下的檢測性能良好.在信譟比為0.05 dB、虛警概率設為1％時,該檢測器的檢測概率達98.8％.
재철자관도배경하,동빈착대조성중적미약순태겁저빈신호적고계여검측문제시관도궤기인근종정위중최위중요적과학문제지일.위실현착대조성중적미약순태신호적유효검측,분석료접수선권재불동공간자태하적신호특점,침대신호여착대조성상위상적구별이급신호포락적형태,건립료상위반상적쌍봉지수함수수학모형;응용비선성최소이승고계,실현료해수학모형화진실신호지간적의합;통과방진화실험험증료해수학모형여진실신호적고도필배성,병응용몽특잡락방진분석료해모형삼수고계적성능;사용소건립적수학모형,구건료평균공솔검측기화순시최대공솔검측기,통과분석비교겁저빈발사궤재불동이동속도화접수신조비조건하적검측성능,득출료량충검측기적특점화괄용범위,병지출재현유공정배경하평균공솔검측기적우세.실험증명,상위반상신식대동빈착대조성중적신호검측비상중요,평균공솔검측기재저신조비조건하적검측성능량호.재신조비위0.05 dB、허경개솔설위1％시,해검측기적검측개솔체98.8％.
