無(wú)線電基本原理精選(九篇)

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第1篇：無(wú)線電基本原理范文

磁耦合諧振無(wú)線電能傳輸與非接觸感應(yīng)式供電方式相比在傳輸距離上有很大的優(yōu)勢(shì)，與電磁波無(wú)線電能傳輸相比具有無(wú)敏感方向性、無(wú)輻射等許多的優(yōu)點(diǎn)。本文在分析了磁耦合諧振無(wú)線電能傳輸?shù)?a href="http://saumg.com/haowen/197978.html" target="_blank">基本原理、數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)框圖如圖1所示，交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后輸入高頻逆變橋，利用得到高頻交流電源，諧振電路使得具有諧振頻率的高頻電壓基波被充分放大為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，供給發(fā)射線圈。發(fā)射與接收線圈構(gòu)成的耦合系統(tǒng)。當(dāng)接收線圈的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時(shí)，兩線圈共振，此時(shí)線圈回路阻抗達(dá)到最小值，電路中產(chǎn)生的電流最大，從而使大部分能量往諧振路徑傳遞，完成磁場(chǎng)到電能的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸。諧振頻率越高，向空間輻射的能量也就越大，傳輸效率就越高。

二、系統(tǒng)參數(shù)選擇

本文采用圓柱形線圈，根據(jù)設(shè)定的傳輸距離，選擇合適大小的線圈。諧振頻率與線圈電感、電容相關(guān)。諧振頻率多方面的因素制約，因此確定諧振頻率、電感線圈之后，最后根據(jù)二者的需要匹配諧振電容。負(fù)載消耗的功率即為傳輸系統(tǒng)的接收功率，根據(jù)接收功率與頻率、負(fù)載阻抗可計(jì)算出接收線圈電壓；根據(jù)接收線圈電壓、負(fù)載系數(shù)、諧振頻率等計(jì)算接收線圈電流。負(fù)載線圈的電壓、電流是源線圈通過(guò)磁場(chǎng)耦合到負(fù)載線圈的能力的表現(xiàn)形式，耦合系數(shù)是量化耦合能力的參數(shù)。根據(jù)傳輸?shù)墓β蕘?lái)確定耦合系數(shù)和發(fā)射線圈電壓（折算為直流電源電壓）、電流。應(yīng)用磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)為用電設(shè)備供電，需要根據(jù)用電設(shè)備的具體要求設(shè)計(jì)能量傳輸系統(tǒng)的具體參數(shù)，以得到更高的傳輸效率。給定所需傳輸?shù)墓β?、距離、負(fù)載阻抗，設(shè)計(jì)編寫(xiě)程序，通過(guò)matlab得到合適的系統(tǒng)參數(shù)：諧振頻率、電源電壓、線圈半徑、線圈匝數(shù)、電容、預(yù)計(jì)的傳輸效率。

三、教學(xué)模型演示

經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x用參數(shù)：接收線圈與發(fā)射線圈之間的距離約為3mm，功率0.9W和負(fù)載阻值40Ω；得f＝65kHz，電壓6V，線圈部分采用線徑0.6mm的銅線，線圈外徑r＝40mm，繞20匝，高頻整流電路加補(bǔ)償電容約為10μF，預(yù)計(jì)效率22.7%。線圈阻值為1Ω，電感值約22.2μH。高頻逆變電路部分采用XKT‐480高頻發(fā)生器，產(chǎn)生f＝65kHz，Upp＝25V的正弦交流信號(hào)。芯片內(nèi)部的補(bǔ)償電容為10μF.Uin=3V。高頻整流電路加補(bǔ)償電容約為10μF，與發(fā)射線圈產(chǎn)生較好的諧振效果。整流模塊恒壓3V輸出，電流為100～600mA。模型原理如圖3。教學(xué)演示裝置顯示，小車可以連續(xù)不間斷地跑動(dòng)，很好地演示了無(wú)線電能傳輸?shù)幕驹怼?/p>

四、結(jié)語(yǔ)

第2篇：無(wú)線電基本原理范文

關(guān)鍵詞：認(rèn)知無(wú)線電； 認(rèn)知引擎； 人工智能； 案例學(xué)習(xí)； SOAR

中圖分類號(hào)：TN92-34

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-373X(2011)09-0030-05

Design and Realization of Episodic Learning Module in Cognitive Engine

LIU Yi-jing1,2, YUAN Jian-hua1,3, WANG Li-feng2

(1. Postgraduate Team 4 of ICE, PLAUST, Nanjing 210007, China;

2. China Electronics Equipment System Engineering Corporation, Beijing 100141, China;

3. Unit 78158 of PLA, Chengdu 610081, China)

Abstract： Learning capability is the key characteristic of a cognitive radio distinguished from a traditional radio. In this paper, the design and realization of SOAR-based episodic learning function in the available cognitive engine platform are studied emphatically. The basic principle and concepts of SOAR are introduced, which is a widely used in development architecture for artificial intelligence system. The design and realization of SOAR-based episodic learning module are elaborated. By applying episodic learning to cognitive engine, the cognitive radio system could acquire knowledge from experiences and thus improve decision-making capability in its future tasks.

Keywords： cognitive radio; cognitive engine; artificial intelligence; episodic learning; SOAR

0 引 言

相比傳統(tǒng)無(wú)線電技術(shù)，認(rèn)知無(wú)線電(CR)［1］不僅能夠大幅提高頻譜利用效率，更重要的是能夠優(yōu)化服務(wù)性能、提高服務(wù)質(zhì)量 ［2］。作為一門新興技術(shù)，雖然認(rèn)知無(wú)線電沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但一個(gè)被廣泛接受的共識(shí)是：認(rèn)知無(wú)線電構(gòu)建于靈活的軟件無(wú)線電平臺(tái)之上，能夠感知環(huán)境和用戶需求，通過(guò)認(rèn)知引擎實(shí)現(xiàn)智能決策并控制終端動(dòng)態(tài)重配，從而滿足用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量需求。

認(rèn)知引擎實(shí)現(xiàn)并驅(qū)動(dòng)整個(gè)認(rèn)知環(huán)路，是實(shí)現(xiàn)CR的核心部件?？梢哉f(shuō)，認(rèn)知引擎是認(rèn)知無(wú)線電的“大腦”［3-4］，而學(xué)習(xí)能力則將使這“大腦”越來(lái)越聰明。具備學(xué)習(xí)能力的認(rèn)知引擎能在不斷的認(rèn)知決策過(guò)程中，積累經(jīng)驗(yàn)并改善知識(shí)庫(kù)，從而逐漸提高決策推理能力［5］。鑒于學(xué)習(xí)在認(rèn)知系統(tǒng)中的重要性，應(yīng)用于CR系統(tǒng)的學(xué)習(xí)算法研究獲得了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［6-8］,然而這些研究仍停留于理論或仿真層面。針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電原型系統(tǒng)的學(xué)習(xí)算法的實(shí)際應(yīng)用研究尚處于起步階段，現(xiàn)有的認(rèn)知無(wú)線電平臺(tái)尚未涉及到學(xué)習(xí)模塊［9］，

在已構(gòu)建認(rèn)知無(wú)線電原型系統(tǒng)平臺(tái)上，對(duì)基于SOAR中案例學(xué)習(xí)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 SOAR基本原理與概念

SOAR是一種用于構(gòu)建人工智能系統(tǒng)的體系架構(gòu)，由人工智能領(lǐng)域的奠基人之一Allen Newell于1983年在密歇根大學(xué)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)研發(fā)。目前，SOAR已被廣泛應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域與認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域。人工智能領(lǐng)域的學(xué)者使用SOAR作為開(kāi)發(fā)綜合智能主體的工具，而認(rèn)知科學(xué)家則使用SOAR幫助其對(duì)認(rèn)知過(guò)程進(jìn)行建模。下面簡(jiǎn)單介紹SOAR的一些基本原理與概念。

1.1 基本原理與問(wèn)題空間

SOAR遵循認(rèn)知統(tǒng)一理論［10］，即將人類的各種認(rèn)知行為建模成“行為=架構(gòu)+內(nèi)容”的框架。SOAR架構(gòu)借用人工智能領(lǐng)域中“問(wèn)題空間”的概念，將認(rèn)知行為看作相應(yīng)問(wèn)題空間中狀態(tài)隨時(shí)間的連續(xù)轉(zhuǎn)換過(guò)程。

圖1為問(wèn)題空間的概念示意圖［10］，矩形代表一個(gè)狀態(tài)，矩形中f1,f2代表當(dāng)前狀態(tài)的屬性名，v1~v6代表對(duì)應(yīng)屬性的可能取值。為了對(duì)某個(gè)行為建模，指定一個(gè)初始狀態(tài)S0，目標(biāo)狀態(tài)用灰色表示，當(dāng)屬性f2的取值為v6時(shí)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。導(dǎo)致問(wèn)題空間中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的動(dòng)作稱作操作，用箭頭表示。為了解決某個(gè)問(wèn)題，必須不斷地向當(dāng)前狀態(tài)施加操作以使?fàn)顟B(tài)隨時(shí)間不斷進(jìn)化，直到達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。操作的選擇遵循“合理性原則”，即“如果認(rèn)知主體具備某個(gè)操作的應(yīng)用會(huì)達(dá)到預(yù)置目標(biāo)的知識(shí)，那么該認(rèn)知主體就選擇這個(gè)操作”。

圖1 SOAR架構(gòu)中狀態(tài)空間的概念

1.2 SOAR架構(gòu)中的基本概念

Working Memory(簡(jiǎn)稱WM)：儲(chǔ)存短期知識(shí)，涵蓋了一個(gè)SOAR系統(tǒng)中所有的動(dòng)態(tài)信息，包括感知到的數(shù)據(jù)、中間的計(jì)算、當(dāng)前的操作和目標(biāo)。在WM中包括Working Memory Elements(簡(jiǎn)稱WMEs)，每一個(gè)WMEs包括三個(gè)符號(hào)：標(biāo)識(shí)符、屬性和值。

Rule Memory：存儲(chǔ)長(zhǎng)期知識(shí)，包含告之系統(tǒng)怎樣在外部環(huán)境中行動(dòng)的知識(shí)，這些知識(shí)被表示成if-then的規(guī)則，稱為產(chǎn)生式。SOAR通過(guò)將規(guī)則的條件與WM中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較以決定觸發(fā)哪條規(guī)則，當(dāng)規(guī)則被觸發(fā)后它們又會(huì)改變WM中的內(nèi)容，以觸發(fā)新的規(guī)則，進(jìn)入下一輪循環(huán)，使得問(wèn)題空間中的狀態(tài)不斷向目標(biāo)逼近。

操作：在一個(gè)SOAR循環(huán)中所有匹配的規(guī)則可多條并行觸發(fā)，為了避免多條規(guī)則產(chǎn)生的行動(dòng)發(fā)生沖突，SOAR支持一個(gè)特定的實(shí)體，稱為操作。操作使SOAR的匹配-觸發(fā)循環(huán)擴(kuò)展為一個(gè)輸入、操作建議、操作選擇、操作應(yīng)用、輸出的五階段決策循環(huán)。

僵局：有些情況下系統(tǒng)可能會(huì)達(dá)到一個(gè)狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下，沒(méi)有能夠觸發(fā)的規(guī)則，或者系統(tǒng)可能會(huì)選擇一個(gè)操作，但沒(méi)有能夠應(yīng)用這個(gè)操作的規(guī)則，這種情況被稱為僵局。

子狀態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行到一個(gè)僵局時(shí)，會(huì)生成一個(gè)子狀態(tài)，進(jìn)行在這個(gè)狀態(tài)下操作的建議、選擇與應(yīng)用，以解決僵局。

Chunking：產(chǎn)生僵局也意味著SOAR系統(tǒng)需要進(jìn)行學(xué)習(xí)。Chunking將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌囊?guī)則，在以后到達(dá)會(huì)產(chǎn)生僵局的狀態(tài)時(shí)，SOAR會(huì)觸發(fā)新生成的規(guī)則，避免僵局再次產(chǎn)生。

2 認(rèn)知引擎系統(tǒng)架構(gòu)

本文研究的學(xué)習(xí)推理模塊構(gòu)建在認(rèn)知無(wú)線電原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，該系統(tǒng)的認(rèn)知引擎結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 認(rèn)知無(wú)線電原型系統(tǒng)認(rèn)知引擎結(jié)構(gòu)

其中，主控主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制界面、與用戶的交互以及各子模塊之間的信息交互與控制，用Python腳本程序來(lái)實(shí)現(xiàn)；感知模塊接收外界環(huán)境信息，在本系統(tǒng)中，基于GNU Radio感知外界電磁頻譜信息，采用Python腳本程序接收波形送來(lái)的接收質(zhì)量指示；波形執(zhí)行物理層傳輸功能，接收主控的參數(shù)信息，完成相應(yīng)調(diào)制解調(diào)功能。接收波形向感知模塊發(fā)送丟包指示信息。

本文所研究的案例學(xué)習(xí)集中于知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)部分，初始知識(shí)庫(kù)是用戶離線編寫(xiě)的SOAR規(guī)則庫(kù)，用文本文件存儲(chǔ)，其中的規(guī)則隱含了系統(tǒng)將要發(fā)生的行為模式。推理機(jī)用SOAR核心實(shí)現(xiàn)，它根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則以及當(dāng)前狀態(tài)做出決策，并將決策送給主控，進(jìn)行通信配置；隨后主控將接收來(lái)自感知模塊的反饋信息，并據(jù)此更新知識(shí)庫(kù)，從而為后續(xù)推理提供更豐富的案例知識(shí)。該部分是認(rèn)知系統(tǒng)智能性的核心體現(xiàn)，其具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)將在下節(jié)中詳細(xì)介紹。

3 案例學(xué)習(xí)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 SOAR的案例學(xué)習(xí)執(zhí)行原理

案例記憶的執(zhí)行架構(gòu)如圖3所示，圓點(diǎn)表示W(wǎng)MEs。WM中包括保留的區(qū)域，即系統(tǒng)的輸入(感知到的內(nèi)容)和輸出(執(zhí)行的動(dòng)作)。執(zhí)行時(shí)在WM中生成了兩個(gè)特定的區(qū)域，分別是案例記憶的線索構(gòu)建區(qū)域和重獲區(qū)域。案例學(xué)習(xí)模塊監(jiān)控系統(tǒng)的行為，在指定的時(shí)間記錄一個(gè)新案例(通常是在一個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí))。案例記憶中存儲(chǔ)的是在記錄時(shí)刻WM的整個(gè)內(nèi)容，不包括線索和重獲區(qū)域的內(nèi)容。

圖3 SOAR的案例庫(kù)執(zhí)行圖

在任何時(shí)候系統(tǒng)想要重獲一個(gè)案例時(shí)，就在線索構(gòu)建區(qū)域生成想要重獲的案例的相關(guān)線索，線索構(gòu)建完成后，案例選擇程序就會(huì)將線索與記下的案例進(jìn)行比較，選擇與生成的線索最匹配的案例，被選的案例將在WM的重獲區(qū)域中重現(xiàn)。

基于線索的重獲采用最近鄰搜索算法。最佳匹配案例的衡量標(biāo)準(zhǔn)為案例的匹配分?jǐn)?shù)，案例重獲時(shí)選擇匹配分?jǐn)?shù)最大的案例進(jìn)行重現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)如下：

首先系統(tǒng)識(shí)別候選案例，候選案例是那些至少與線索有一個(gè)相同的WMEs葉節(jié)點(diǎn)的案例，每個(gè)WMEs在i時(shí)刻都有一個(gè)激活值：

Ai = β + ln∑nj = 1t-dj

(1)

式中:β為基本級(jí)別常量;tj為WMEs被給予第j次激活增進(jìn)后循環(huán)執(zhí)行的次數(shù);d為學(xué)習(xí)速率參數(shù)，在本系統(tǒng)中令d=0.8。

對(duì)每個(gè)候選案例中的有兩個(gè)需要計(jì)算的量：C定義為與線索匹配的WMEs葉節(jié)點(diǎn)數(shù)；A定義為所有匹配的WMEs葉節(jié)點(diǎn)的激活值之和。匹配分?jǐn)?shù)S由下式獲得：

S=αC+(1－α)A

(2)

式中:α為平衡因子,0

3.2 原型系統(tǒng)案例學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)

3.2.1 設(shè)計(jì)思路

每個(gè)案例包括場(chǎng)景參數(shù)、動(dòng)作、結(jié)果、分值四部分。場(chǎng)景參數(shù)包括用戶是否受到干擾、頻譜信息的空閑頻譜id號(hào)、通信系統(tǒng)當(dāng)前工作的頻率id號(hào)，動(dòng)作是改變通信系統(tǒng)的工作頻率，結(jié)果是執(zhí)行完相應(yīng)的動(dòng)作后用戶是否受到干擾，分值是根據(jù)用戶是/否受干擾進(jìn)行的評(píng)分(0/5分)。

系統(tǒng)在每個(gè)場(chǎng)景建議三個(gè)改變頻率的動(dòng)作，每個(gè)動(dòng)作有相應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果，根據(jù)結(jié)果評(píng)判出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)在遍歷完所有場(chǎng)景的同時(shí)，記下在各個(gè)場(chǎng)景下執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的反饋分?jǐn)?shù)，當(dāng)系統(tǒng)再次遇到相同場(chǎng)景時(shí)，就可以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)選擇得分高的動(dòng)作，達(dá)到自動(dòng)躲避干擾，選擇空閑頻譜傳輸信號(hào)的目的，提高系統(tǒng)在未來(lái)任務(wù)中的性能，體現(xiàn)案例學(xué)習(xí)的作用。系統(tǒng)的工作流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)工作流程

3.2.2 系統(tǒng)輸入、輸出接口設(shè)計(jì)

系統(tǒng)輸入、輸出接口設(shè)計(jì)如下：

^io

^input-link//輸入接口

^system-info//儲(chǔ)存系統(tǒng)信息，在整個(gè)工作過(guò)程中不改變

^frequency//可配置的工作頻率，共三個(gè)

^id1/2/3 //序號(hào)越大對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)值越大

^current-parameters//存儲(chǔ)當(dāng)前系統(tǒng)參數(shù)信息

^frequency

^id1/2/3//通信系統(tǒng)當(dāng)前工作的頻率id號(hào)

^user-experience//存儲(chǔ)用戶當(dāng)前體驗(yàn)信息

^is-jammedyes/no//用戶是/否受到干擾

^spectrum-info//存儲(chǔ)外界頻譜感知信息

^frequency

^id1/2/3//每個(gè)支路在某個(gè)工作頻點(diǎn)上的id號(hào)

^is-freeyes/no//工作頻點(diǎn)是/否空閑

^epmem

^score0/5//根據(jù)用戶是/否受到干擾，系統(tǒng)的評(píng)分0/5

^output-link//輸出接口

^change-frequency//改變系統(tǒng)工作頻率

^id1/2/3

^statuscomplete//當(dāng)外部環(huán)境完成改變波形操作時(shí)加入該屬性

3.2.3 具體實(shí)現(xiàn)

圖5為系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)程生成的狀態(tài)簡(jiǎn)圖，在頂層狀態(tài)epmem下：

首先，系統(tǒng)根據(jù)感知到的場(chǎng)景參數(shù)在top-state上生成一個(gè)situation屬性的值stx，不同場(chǎng)景參數(shù)的組合共可生成24種不同的狀態(tài)，將這些狀態(tài)分別命名為st1,st2,st3,…,st24(以后稱其中某個(gè)為stx)，這些生成的狀態(tài)為i-supported WMEs。接著建議改變頻率(change-frequency)的操作，此時(shí)由于沒(méi)有應(yīng)用這條操作的規(guī)則，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入一個(gè)operator no-change的僵局，為了解決這個(gè)僵局，SOAR會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)子狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入這個(gè)子狀態(tài)，進(jìn)行在這個(gè)狀態(tài)下操作的建議、選擇與應(yīng)用，以解決上面的僵局。

在第一個(gè)子狀態(tài)change-frequency下：系統(tǒng)根據(jù)top-state上輸入鏈路的system-info中可配置的三個(gè)工作頻率，建議了三個(gè)go操作，由于這三個(gè)go操作有相同的選擇權(quán)，系統(tǒng)又會(huì)進(jìn)入一個(gè)tie僵局，此時(shí)SOAR又自動(dòng)生成一個(gè)子狀態(tài)。

在第二個(gè)子狀態(tài)go-tie下：若此時(shí)top-state上生成的狀態(tài)和系統(tǒng)的頻率id之前未遇到過(guò)，建議remember操作來(lái)記下這兩個(gè)屬性，由于沒(méi)有應(yīng)用這條操作的規(guī)則，系統(tǒng)再次生成一個(gè)子狀態(tài)。

在第三個(gè)子狀態(tài)remember下：產(chǎn)生查詢以往案例的線索，這個(gè)線索為remember狀態(tài)下的兩個(gè)屬性，即當(dāng)時(shí)的狀態(tài)stx和系統(tǒng)的頻率id。

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，案例庫(kù)中還沒(méi)有記錄案例或所記錄的案例很少，找不到與產(chǎn)生的線索相匹配的案例，查詢失敗，未查到的stx和id添加到top-state上，并將此屬性命名為unknown。給具有未知stx和id組合的go操作賦值為1 000分。三個(gè)go操作都是1 000分時(shí)，系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)go操作執(zhí)行，并將這個(gè)go操作的stx和id添加到top-state上，為這兩個(gè)屬性分別命名為last-situation,last-id。

案例庫(kù)記錄下來(lái)的就是此時(shí)top-state的整個(gè)內(nèi)容。隨著系統(tǒng)遍歷了越來(lái)越多的案例，案例庫(kù)不斷地充實(shí)，系統(tǒng)便可以找到與產(chǎn)生的線索相匹配的案例和分?jǐn)?shù)，將它們記在top-state上生成一個(gè)新的屬性situation-all。

遍歷完所有的場(chǎng)景和動(dòng)作后，top-state上就會(huì)生成72個(gè)situation-all屬性的值，當(dāng)進(jìn)入第一個(gè)子狀態(tài)時(shí)，便可根據(jù)situation-all屬性值中的分?jǐn)?shù)給go操作賦值，即可得出go操作的優(yōu)先級(jí)，以后不再產(chǎn)生子狀態(tài)。

圖5 系統(tǒng)的狀態(tài)圖

4 結(jié) 語(yǔ)

認(rèn)知無(wú)線電的能力突出體現(xiàn)在學(xué)習(xí)能力上，具備學(xué)習(xí)功能的無(wú)線電系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷出遇到的新情況，對(duì)新環(huán)境進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。本文介紹了一套具備案例學(xué)習(xí)功能的認(rèn)知引擎系統(tǒng)。文中使用SOAR 中案例記憶的功能，基于認(rèn)知無(wú)線電原型系統(tǒng)進(jìn)行建模，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了案例學(xué)習(xí)的功能模塊。該模塊使得系統(tǒng)能夠根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，自動(dòng)選擇空閑頻譜進(jìn)行傳輸，智能的提高頻譜利用率，達(dá)到了學(xué)習(xí)進(jìn)化的目的。

向無(wú)線電系統(tǒng)中注入智慧是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電的目標(biāo)，先進(jìn)的人工智能技術(shù)為此提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。如何將人工智能技術(shù)更好地應(yīng)用到認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，需要工程技術(shù)人員付出艱辛的努力。

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第3篇：無(wú)線電基本原理范文

關(guān)鍵詞： GPS 工程測(cè)繪應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TB2

當(dāng)前，伴隨著時(shí)代和科學(xué)的不斷進(jìn)步，GPS測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)建設(shè)工程中。由于GPS定位技術(shù)具有精度高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，一方面為工程測(cè)繪工作提供了一個(gè)嶄新的定位測(cè)量手段，顯著提高了工程測(cè)繪的質(zhì)量和效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面也大大擴(kuò)寬了工程測(cè)繪的服務(wù)范圍，給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)了一次根本性的技術(shù)變革。

一、GPS系統(tǒng)的基本原理

（一）什么是GPS系統(tǒng)

GPS，是Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的英文簡(jiǎn)稱。該系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)防部于1973年組織研制，歷經(jīng)20年，耗資近300億美元，于1993年建設(shè)成功，主要為軍事導(dǎo)航與定位服務(wù)。GPS利用衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航、定位、側(cè)速和授時(shí)功能，并具有良好的保密性和抗干擾性。因此，GPS不但經(jīng)常用于軍事上各兵種和武器的導(dǎo)航定位，在民用上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

（二）GPS系統(tǒng)的主要構(gòu)成

GPS全球定位系統(tǒng)主要由三部分組成：空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備。

（三）GPS系統(tǒng)的定位原理

全球定位系統(tǒng)(GPS)的定位基本原理，是空間距離交會(huì)定點(diǎn)原理。假設(shè)在地面上有3個(gè)無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其位置坐標(biāo)已知，用(xi,yi,zi)(其中i＝1，2，3)表示。用戶接收機(jī)在某一時(shí)刻采用無(wú)線電測(cè)距的原理測(cè)得接收機(jī)到3個(gè)無(wú)線電發(fā)射臺(tái)的距離只Ri(i＝1，2，3)，則只需以3個(gè)發(fā)射臺(tái)為球心，以所測(cè)距離為半徑，即可用距離交會(huì)原理計(jì)算出用戶接收機(jī)的空間位置(xp，yp，zp，)。其數(shù)學(xué)模型如下：

Ri=

如果只有兩個(gè)無(wú)線電發(fā)射臺(tái)，則可根據(jù)用戶接收機(jī)的概略位置交會(huì)出接收機(jī)的平面位置。這種通過(guò)無(wú)線電測(cè)距交會(huì)定點(diǎn)的方法是目前仍在使用的飛機(jī)、輪船的導(dǎo)航定位方法?，F(xiàn)在將無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面搬到位于空間中的衛(wèi)星之上，組成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無(wú)線電測(cè)距交會(huì)的原理，便可由3個(gè)以上地面已知點(diǎn)交會(huì)出衛(wèi)星的空間位置；反之，利用3個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置，又可以交會(huì)出地面上未知點(diǎn)的空間位置。這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。

二、GSP測(cè)繪的主要特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，GPS己經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，尤其是對(duì)經(jīng)典測(cè)量學(xué)的各個(gè)方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在許多學(xué)科，如地球動(dòng)力學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、天文學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、地球物理勘探、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測(cè)以及精密時(shí)間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。GPS定位技術(shù)的引入，引發(fā)了測(cè)繪技術(shù)的一場(chǎng)革命，使得測(cè)繪領(lǐng)域步入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。

與傳統(tǒng)測(cè)繪相比，GPS有其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

(一)定位精度高

與常用的測(cè)繪方法相比，GPS測(cè)繪定位精度明顯提高（見(jiàn)圖二）。目前，GPS測(cè)量基線的精度已經(jīng)由過(guò)去的10-7提高到10-6，而GPS靜態(tài)相對(duì)定位的精度也提高到了毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，尤其是高程精度也達(dá)到了毫米級(jí)。GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位精度也有顯著性的突破，可以達(dá)到厘米級(jí)的定位精度，可以滿足各種工程測(cè)量的要求。大型建筑物、構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)，在采用特殊的觀測(cè)措施、精密星歷和適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型和軟件后，平面精度可達(dá)亞毫米級(jí)，高程精度可穩(wěn)定在1mm左右。

圖二：幾種定位方法的精度比較

(二)觀測(cè)時(shí)間短

隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件水平的不斷提高，觀測(cè)時(shí)間已由以前的幾小時(shí)縮短至現(xiàn)在的幾十分鐘，甚至幾分鐘，目前采用靜態(tài)相對(duì)定位模式，觀測(cè)20km以內(nèi)的基線所需觀測(cè)時(shí)間，對(duì)于雙頻接收機(jī)僅需15-20min；采用快速靜態(tài)相對(duì)定位模式，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15km以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2min；采取實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測(cè)1-2min進(jìn)行動(dòng)態(tài)初始化，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)僅需幾秒鐘。因而用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，可以大大提高作業(yè)效率。

(三)測(cè)站間無(wú)需通視

經(jīng)典測(cè)量技術(shù)均有嚴(yán)格的通視要求，必須建造大量的規(guī)標(biāo)，這給經(jīng)典測(cè)量的實(shí)施帶來(lái)了相當(dāng)?shù)睦щy。GPS測(cè)量只要求測(cè)站上空開(kāi)闊，與衛(wèi)星間保持通視即可，不要求測(cè)站之間互相通視，因而不再需要建造規(guī)標(biāo)。這一優(yōu)點(diǎn)既可大大減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間(一般造標(biāo)費(fèi)用約占總經(jīng)費(fèi)的30％-50％)，同時(shí)也使選點(diǎn)工作變得非常靈活，完全可以根據(jù)工作的需要來(lái)確定點(diǎn)位位置，也可省去經(jīng)典測(cè)量中的傳算點(diǎn)、過(guò)渡點(diǎn)的測(cè)量工作。

(四)儀器操作簡(jiǎn)便

隨著GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安置儀器，邊接電纜線，量取天線高和氣象數(shù)據(jù)，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測(cè)工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)和記錄等均由儀器自動(dòng)完成。結(jié)束測(cè)量時(shí)，僅需關(guān)閉電源，收好接收機(jī)，便完成了野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

(五)全球全天候定位

GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了全球地面被連續(xù)覆蓋，使得地球上任何地方的用戶在任何時(shí)間至少可以同時(shí)觀測(cè)到4顆GPS衛(wèi)星，可以隨時(shí)進(jìn)行全球全天候的各項(xiàng)觀測(cè)工作，一般除打雷閃電不宜觀測(cè)外，其它天氣(如陰雨下雪、起風(fēng)下霧等)均不受影響，這是經(jīng)典測(cè)量手段望塵莫及的。這一特點(diǎn)保證了GPS測(cè)量的連續(xù)性和自動(dòng)化。

(六)可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)

工程使用中需要將三維的GPS基線向量觀測(cè)值及其方差陣投影轉(zhuǎn)換到工程坐標(biāo)系的二維平面上，即將GPS基線網(wǎng)投影變換成工程使用測(cè)量控制網(wǎng)。其轉(zhuǎn)換的核心是使GPS基線向量網(wǎng)與常規(guī)地面網(wǎng)測(cè)量控制點(diǎn)原點(diǎn)重合，起始方向一致。為便于工程使用，要求由轉(zhuǎn)換的控制點(diǎn)坐標(biāo)直接反算的邊長(zhǎng)與實(shí)地量得的邊長(zhǎng)，在長(zhǎng)度上應(yīng)該相等，即由歸算投影改正而帶來(lái)的變形或改正數(shù)，不得大于工程各階段的精度要求。

三、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪方面上的應(yīng)用與發(fā)展

GPS對(duì)于經(jīng)典的測(cè)繪領(lǐng)域是一次重大的技術(shù)突破。一方面，它使經(jīng)典的測(cè)量理論與方法產(chǎn)生了深刻的變革，另一方面，也進(jìn)一步加強(qiáng)了測(cè)量學(xué)科與其它學(xué)科之間的相互滲透，從而促進(jìn)了測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此它的出現(xiàn)吸引了世界各國(guó)眾多科學(xué)家的廣泛興趣和普遍關(guān)注，也導(dǎo)致了測(cè)繪行業(yè)發(fā)生了根本性的變革。

在大地測(cè)量方面, GPS定位技術(shù)以其精度高、速度快費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于大地控制測(cè)中。時(shí)至今日,可以說(shuō)GPS定位技術(shù)已完全取代了用常測(cè)角、測(cè)距手段建立的大地控制網(wǎng)。一般將應(yīng)用GPS衛(wèi)定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。歸納起來(lái)大致可以GPS網(wǎng)分為兩大類:一類是全球或全國(guó)性的高精度GPS網(wǎng)這類GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離在數(shù)百公里至上萬(wàn)公里,其要任務(wù)是作為全球高精度坐標(biāo)框架或全國(guó)高精度坐標(biāo)框架為全球性地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)或用以研究地區(qū)性的板塊運(yùn)動(dòng)或地殼形變規(guī)律等問(wèn)題。一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng),包括GPS城市網(wǎng)、礦區(qū)網(wǎng)和工網(wǎng)等。

在工程測(cè)量方面，建立區(qū)域性的GPS網(wǎng)，包括城市或礦區(qū)GPS網(wǎng)，各種GPSI程網(wǎng)以及GPS綜合服務(wù)網(wǎng)等，這類網(wǎng)是指國(guó)家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ添?xiàng)目布測(cè)的工程GPS網(wǎng)，即應(yīng)用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測(cè)、大壩變形監(jiān)測(cè)、高層建筑變形監(jiān)測(cè)、隧道貫通測(cè)量等精密工程。這類網(wǎng)的特點(diǎn)是控制區(qū)域有限(或一個(gè)市或一個(gè)地區(qū))，邊長(zhǎng)短(一般從幾百米到20km)，觀測(cè)時(shí)間短(從快速靜態(tài)定位的幾分鐘至一兩個(gè)小時(shí))，精度要求高，使用頻繁，其主要任務(wù)是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)測(cè)繪方法相比，GPS測(cè)繪具有定位速度快、成本低、不受天氣影響、點(diǎn)間無(wú)需通視、不用建標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，而且儀器設(shè)備小巧輕便，操作簡(jiǎn)單便捷。經(jīng)過(guò)20余年的實(shí)踐證明，GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。GPS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國(guó)際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

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第4篇：無(wú)線電基本原理范文

【關(guān)鍵詞】無(wú)線供電；磁耦合共振；實(shí)驗(yàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钪杏辛嗽S許多多的電子電器設(shè)備，它們都附帶有電源線、充電器，而且各種充電器規(guī)格不一不能通用，這些電源線和充電器充斥了我們的生活，成了我們生活中無(wú)法拋棄的羈絆，我們有沒(méi)有可能徹底甩掉這些小尾巴？答案是肯定的，我們可以應(yīng)用無(wú)線供電技術(shù)。海爾已經(jīng)推出了“無(wú)尾電視”概念機(jī)，不需要電源線、信號(hào)線和網(wǎng)線。

無(wú)線電力傳輸是一種區(qū)別于有線傳輸?shù)奶厥夤╇姺绞?。無(wú)線供電技術(shù)其實(shí)在很多年前就有概念，特拉斯在發(fā)明了交流電并構(gòu)建交流供電體系后開(kāi)始構(gòu)想無(wú)線輸電方案，同時(shí)進(jìn)行了實(shí)踐。

目前，無(wú)線供電技術(shù)有以下三種方法：

第一，電磁耦合。最早應(yīng)用的無(wú)線供電技術(shù)是1885年研制成功至今仍在廣泛應(yīng)用的變壓器，它是典型的電磁耦合無(wú)線供電例子，其基本原理是法拉第的電磁感應(yīng)理論，兩組導(dǎo)線繞在鐵制框架上，兩者沒(méi)有直接連接，完全靠電磁感應(yīng)傳遞能量。在現(xiàn)代社會(huì)生活中，這種電磁感應(yīng)式的無(wú)線供電系統(tǒng)已得到了較為廣泛地應(yīng)用，其中一個(gè)例子是電動(dòng)牙刷。電動(dòng)牙刷經(jīng)常接觸水，無(wú)法采用直接充電方式，研究者采用電磁耦合無(wú)線充電技術(shù)，在充電座和牙刷中各有一個(gè)線圈，當(dāng)牙刷放在充電座上時(shí)就有磁耦合作用，類似一個(gè)變壓器，感應(yīng)電壓整流后就可對(duì)鎳鎘電池充電；另一個(gè)應(yīng)用更加廣泛的例子是我們使用的各種智能卡片，如公交卡，第二代身份證和很多可以記錄信息的卡片，他們都采用了無(wú)線供電技術(shù)，這些卡片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，由一小塊芯片和一個(gè)線圈組成。在卡片中的電路中沒(méi)有供電模塊，當(dāng)卡片在讀卡機(jī)邊晃動(dòng)時(shí)，讀卡機(jī)周圍形成一個(gè)快速變化的磁場(chǎng)，卡片中的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流給內(nèi)部的芯片供電，芯片對(duì)外發(fā)射信號(hào)，將自身的信息發(fā)送給讀卡器，接下來(lái)讀卡器就可以判斷出目前卡中有多少余額，并完成扣款操作。這就是非接觸IC卡的原理，實(shí)質(zhì)已應(yīng)用了無(wú)線供電技術(shù)。雖然電磁感應(yīng)無(wú)線供電技術(shù)比較成熟，但這種供電技術(shù)會(huì)受到很多限制，其中最大的問(wèn)題就是低頻磁場(chǎng)會(huì)隨著距離的增加而快速衰減，如果實(shí)際應(yīng)用要增加供電距離，只能根據(jù)需要加大磁場(chǎng)強(qiáng)度，但磁場(chǎng)強(qiáng)度加大不僅增加電能的消耗，還會(huì)造成近距離的磁信號(hào)記錄設(shè)備失效，例如銀行卡上的磁條在強(qiáng)磁場(chǎng)下會(huì)去磁損壞。另外，電磁感應(yīng)無(wú)線供電技術(shù)是直接以電磁波形式進(jìn)行1cm以下的較近距離的發(fā)射和接收，電磁波向四面輻射，能量大量浪費(fèi)，效率較低，通常它只適合相互“貼著”的小功率電子產(chǎn)品。

第二，光電耦合。光電耦合無(wú)線供電技術(shù)就是把電能轉(zhuǎn)化為光能，比如激光，通過(guò)光將能量傳遞到目的地再轉(zhuǎn)化為電能。光電耦合無(wú)線供電技術(shù)比較直觀，而且光電轉(zhuǎn)換技術(shù)也較成熟且應(yīng)用廣泛。但我們知道光的傳遞路徑中不能有障礙物。所以光電耦合無(wú)線供電技術(shù)有很大的應(yīng)用障礙。

第三，電磁共振。電磁共振其原理類似聲波共振的原理，兩種介質(zhì)具有相同的共振頻率，就可以用來(lái)傳遞能量，稱之為非輻射性電磁共振。美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)一種使用非輻射性的無(wú)線能量傳輸方式來(lái)驅(qū)動(dòng)電器，無(wú)論是手機(jī)，筆記本電腦還是數(shù)碼相機(jī)，如果這項(xiàng)研究獲得成功，它們的充電器都可以退休了。特定頻率的電磁波能引起物體的振動(dòng)，如果兩個(gè)物體固有頻率相同，就可以傳遞這種振動(dòng)，也就是傳遞能，研究人員讓一個(gè)天線發(fā)射電磁波，讓接收器來(lái)接收，轉(zhuǎn)化為能量，這是電磁共振無(wú)線供電技術(shù)的基本原理。按照這一原理所有使用電池的電器都可以換用電磁共振無(wú)線供電技術(shù)供電。將來(lái)電磁共振無(wú)線供電技術(shù)將會(huì)有很大的應(yīng)用空間，比如在地下鋪設(shè)線路后，我們隨時(shí)可以為手機(jī)，甚至開(kāi)行中的汽車充電。

根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為磁耦合共振無(wú)線供電技術(shù)是最有可能廣泛應(yīng)用的技術(shù)。無(wú)線供電技術(shù)（無(wú)線充電）可以讓電能隔著空氣、塑料外殼實(shí)現(xiàn)傳輸，大大方便了應(yīng)用。

無(wú)線電能傳輸方案如圖1。

圖1 無(wú)線電能傳輸方案原理框圖

采用磁耦合共振所消耗的電能只有傳統(tǒng)電磁感應(yīng)供電技術(shù)的百萬(wàn)分之一，當(dāng)發(fā)射端通電時(shí)，它并不向外界發(fā)射電磁波，而只是在周圍形成一個(gè)非輻射磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)用了和接收端聯(lián)絡(luò)，激發(fā)接收端共振，從而已很小的消耗代價(jià)來(lái)傳輸能量。這項(xiàng)技術(shù)中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度和地球的強(qiáng)度相似，人們不用擔(dān)心對(duì)自己身體和其它設(shè)備產(chǎn)生不良影響。

采用芯可泰XKT801芯片，我們進(jìn)行了以下無(wú)線供電實(shí)驗(yàn)。

無(wú)線供電模塊有振蕩電路、整形電路、檢測(cè)電路、頻率干擾抑制電路、電流自動(dòng)控制、無(wú)線功率發(fā)射電路等組成。

圖2 無(wú)線供電模塊電路組成

第5篇：無(wú)線電基本原理范文

[關(guān)鍵詞]GPS-RTK 工程測(cè)量 精度分析

[中圖分類號(hào)] P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-7-262-1

GPS技術(shù)主要有靜態(tài)定位技術(shù)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（GPS―RTK）、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)

（Network RTK）、廣域差分技術(shù)（WADGPS）、全球動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（Global RTK）等。本文主要介紹實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（GPS―RTK）在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

1 GPS―RTK系統(tǒng)原理及構(gòu)成

1.1基本原理

RTK測(cè)量技術(shù)，是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTD GPS）測(cè)量技術(shù)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本原理是在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，

并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)，其精度可達(dá)到厘米級(jí)。

1.2RTK測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成

RTK測(cè)量系統(tǒng)主要由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

1.2.1GPS接收設(shè)備

在基準(zhǔn)站和用戶站上，分別設(shè)置雙頻GPS接收機(jī)。由于雙頻觀測(cè)值不僅精度高，而且有利于快速準(zhǔn)確地解算整周未知數(shù)。

1.2.2數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也稱數(shù)據(jù)鏈，由基準(zhǔn)站的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)與用戶站的接收機(jī)組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準(zhǔn)站的距離、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度。

1.2.3軟件系統(tǒng)

支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的可行性、測(cè)量結(jié)果的可靠性和精確性，具有決定性意義。

2 GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的作業(yè)流程

2.1內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

在實(shí)施GPS外業(yè)測(cè)量前，應(yīng)事先對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行踏勘，根據(jù)工程測(cè)量的特點(diǎn)完成內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備工作，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）根據(jù)工程項(xiàng)目，設(shè)定工程名稱;（2）參數(shù)設(shè)置：基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)采樣率一般為4～5S，流動(dòng)站的數(shù)據(jù)采樣率一般為1～2S，高度截止角通常設(shè)定為10度;（3）若已知坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，則輸入手簿;（4）實(shí)施工程放樣前，內(nèi)業(yè)輸入每個(gè)放樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)、線路方位角，以便野外實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確放樣。

2.2求定測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

工程測(cè)量是在北京坐標(biāo)系或獨(dú)立坐標(biāo)系上進(jìn)行的，這就存在WGS一84坐標(biāo)與北京坐標(biāo)系或獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。由于RTK作業(yè)要求實(shí)時(shí)給出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，這使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作非常重要。

（1）對(duì)于較大型的測(cè)區(qū)事先測(cè)定轉(zhuǎn)換參數(shù)，在RTK作業(yè)時(shí)，直接輸人參數(shù)和基準(zhǔn)站坐標(biāo)。

利用高等級(jí)控制點(diǎn)同一點(diǎn)的2種坐標(biāo)求出的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

（2）也可在RTK作業(yè)時(shí)臨時(shí)求得轉(zhuǎn)換參數(shù)。首先在對(duì)空視野開(kāi)闊的地方設(shè)立基準(zhǔn)站并采集單點(diǎn)定位WGS一84坐標(biāo)，然后流動(dòng)站聯(lián)測(cè)3個(gè)以上的高等級(jí)的控制點(diǎn)，求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

2.3基準(zhǔn)站的安置為保證觀測(cè)的精度和提高工作效率，基準(zhǔn)站的安置應(yīng)滿足下列條件：

（1）基準(zhǔn)站可設(shè)立在精確坐標(biāo)的已知點(diǎn)上;

（2）基準(zhǔn)站安置應(yīng)選擇在地勢(shì)較高、通視無(wú)遮擋、電臺(tái)有良好覆蓋區(qū)域的地方，首選是測(cè)區(qū)中央地區(qū);

（3）為防止多路徑效應(yīng)和數(shù)據(jù)鏈的丟失，基準(zhǔn)站200米范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)高壓電線、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、無(wú)線電發(fā)射臺(tái)等干擾源，周圍應(yīng)無(wú)GPS信號(hào)反射源;

（4）基準(zhǔn)站電臺(tái)的天線應(yīng)架設(shè)在GPS接收機(jī)主機(jī)的北方。

2.4GPS―RTK施測(cè)及放樣

選擇對(duì)天通視較好，四周無(wú)各種強(qiáng)電磁干擾源的地方設(shè)置基準(zhǔn)站。當(dāng)測(cè)區(qū)可見(jiàn)GPS衛(wèi)星數(shù)在5顆以上、PDOP值小于6時(shí)，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每臺(tái)移動(dòng)站只需一人即可進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，每次開(kāi)始作業(yè)應(yīng)對(duì)已知控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保系統(tǒng)無(wú)誤后，應(yīng)用GPS電子手簿即可進(jìn)行地形地物點(diǎn)、勘探坑道的采集或勘探線剖面、勘探工程點(diǎn)的放樣作業(yè)，每點(diǎn)采集記錄時(shí)間約1～10秒。

3 RTK應(yīng)用及定位精度分析

某礦區(qū)地勢(shì)起伏不大，天空開(kāi)闊，除個(gè)別地方外對(duì)RTK作業(yè)無(wú)大的影響。該工程控制測(cè)量、勘探剖面線、勘探工程點(diǎn)的放樣均采用RTK作業(yè)。相鄰觀測(cè)點(diǎn)間全站儀實(shí)測(cè)和RTK實(shí)測(cè)距離抽樣檢查比較，見(jiàn)表1。

從上表來(lái)看，RTK測(cè)量既可以實(shí)時(shí)提供點(diǎn)位坐標(biāo)和高程，又可實(shí)時(shí)知道測(cè)量點(diǎn)位精度，能夠較大地提高工作效率。同時(shí)從測(cè)量結(jié)果來(lái)看，RTK測(cè)量點(diǎn)位精度可達(dá)厘米級(jí)，完全能夠滿足工程測(cè)量的需要。

4 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）傳統(tǒng)測(cè)量外業(yè)容易受到地形、氣候、季節(jié)等諸多因素的影響，使測(cè)量精度、作業(yè)速度都受到很大限制，在能見(jiàn)度低，通視條件差的情況下，有些測(cè)量作業(yè)根本無(wú)法進(jìn)行。而GPS―RTK技術(shù)，解決了這個(gè)問(wèn)題。

（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，測(cè)站間無(wú)需通視。

在沒(méi)有已知基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)被破壞而造成的控制點(diǎn)不足的地區(qū)和由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的通視困難地區(qū)能快速的、高精度定位。

（3）綜合測(cè)繪能力強(qiáng)，作業(yè)集成度高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

可勝任各種測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)工作。基準(zhǔn)站能夠?yàn)椴煌脩籼峁┒囗?xiàng)信息輸出，流動(dòng)站利用內(nèi)置軟件控制系統(tǒng)，在作業(yè)時(shí)，無(wú)需人工干預(yù)便可進(jìn)行整周未知數(shù)的動(dòng)態(tài)初始化解算，使輔助測(cè)量工作極大減少，作業(yè)精度也自動(dòng)控制和記錄，從而使自動(dòng)化作業(yè)指揮系統(tǒng)的建立成為可能。

（4）操作簡(jiǎn)便，對(duì)作業(yè)條件要求不高，數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng)，與計(jì)算機(jī)、全站儀等測(cè)量?jī)x器通信方便。

（5）作業(yè)人員少，定位速度快，綜合效益高。

GPS接收機(jī)僅需一個(gè)人操作，在待測(cè)點(diǎn)等待l-2秒即可獲得該點(diǎn)的坐標(biāo)，外業(yè)效率高;內(nèi)業(yè)便于計(jì)算機(jī)處理，節(jié)省了時(shí)間和人力。

第6篇：無(wú)線電基本原理范文

關(guān)鍵司：GPS工程測(cè)繪地籍控制數(shù)據(jù)處理

1 GPS定位原理及測(cè)量方法

1.1 GPS定位原理

全球定位系統(tǒng)(GPS)的定位基本原理，是空間距離交會(huì)定點(diǎn)原理。假設(shè)在地面上有3個(gè)無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其位置坐標(biāo)已知，用(xi,yi,zi)(其中i＝1，2，3)表示。用戶接收機(jī)在某一時(shí)刻采用無(wú)線電測(cè)距的原理測(cè)得接收機(jī)到3個(gè)無(wú)線電發(fā)射臺(tái)的距離只Ri(i＝1，2，3)，則只需以3個(gè)發(fā)射臺(tái)為球心，以所測(cè)距離為半徑，即可用距離交會(huì)原理計(jì)算出用戶接收機(jī)的空間位置(xp，yp，zp，)。其數(shù)學(xué)模型如下：

Ri=

如果只有兩個(gè)無(wú)線電發(fā)射臺(tái)，則可根據(jù)用戶接收機(jī)的概略位置交會(huì)出接收機(jī)的平面位置。這種通過(guò)無(wú)線電測(cè)距交會(huì)定點(diǎn)的方法是目前仍在使用的飛機(jī)、輪船的導(dǎo)航定位方法?，F(xiàn)在將無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面搬到位于空間中的衛(wèi)星之上，組成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無(wú)線電測(cè)距交會(huì)的原理，便可由3個(gè)以上地面已知點(diǎn)交會(huì)出衛(wèi)星的空間位置；反之，利用3個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置，又可以交會(huì)出地面上未知點(diǎn)的空間位置。這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。

與傳統(tǒng)測(cè)繪相比，GPS有其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：(1)定位精度高。用載波相位做相對(duì)定位，觀測(cè)時(shí)間少于20min，可以達(dá)到±5mm的距離精度。若采用快速定位方法，觀測(cè)時(shí)問(wèn)僅需1min左右，即能達(dá)到±0.1m的距離精度。(2)提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量，在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，還可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。(3)觀測(cè)站之間無(wú)須通視。既要保持良好的通視條件，又要保障測(cè)量控制網(wǎng)的良好結(jié)構(gòu)，一直是常規(guī)測(cè)量在實(shí)踐方面的難題之一。GPS測(cè)量可以節(jié)省常規(guī)測(cè)量所需的造標(biāo)費(fèi)用，減少測(cè)量時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。(4)全天候作業(yè)。GPS測(cè)量工程，通常可在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行。

1.2 GPS測(cè)量方法

GPS作為一種當(dāng)前最先進(jìn)的定位工具正成為地籍信息十分重要的數(shù)據(jù)采集工具。近幾年來(lái)，GIS型GPS接收機(jī)用于采集地面上的位置數(shù)據(jù)及詳細(xì)的屬性信息正日益發(fā)展。GPS只提供地理空間位置，地籍空間數(shù)據(jù)還應(yīng)該包括屬性信息。例如地籍信息系統(tǒng)中一條道路包括了該路的一系列點(diǎn)的空間坐標(biāo)及該道路的屬性信息(寬度、等級(jí)等)，而GPS只能在外業(yè)采集到一系列離散點(diǎn)的空間坐標(biāo)。要想讓這些點(diǎn)連成道路并知道其屬性信息，就必須在外業(yè)采集這些離散點(diǎn)時(shí)加以說(shuō)明和描述。說(shuō)明和描述的方法可以借鑒大比例尺機(jī)助成圖中采用的數(shù)據(jù)字典技術(shù)。數(shù)據(jù)字典是描述屬性及空間數(shù)據(jù)間相互關(guān)系的字符集。利用GPS采集數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)字典帶有屬性和特征項(xiàng)，特征項(xiàng)反映了被測(cè)點(diǎn)的特征。如Tree表示樹(shù)，是孤立點(diǎn)，不與其他任何點(diǎn)相連；Road表示道路，則帶有Road的點(diǎn)要連起來(lái)。利用GPS采集數(shù)據(jù)時(shí)，一般都配有電子手簿或掌上電腦。測(cè)定了某位置后，可以在電子手簿上輸入其相應(yīng)的特征和屬性項(xiàng)。

利用GPS采集地籍空間數(shù)據(jù)是切實(shí)可行的，但實(shí)際應(yīng)用中要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

（1）GPS定位模式和精度要與地籍信息系統(tǒng)匹配。GPS定位精度及模式多種多樣，確定GPS處理方法之前一定要仔細(xì)研究以達(dá)到地籍?dāng)?shù)據(jù)所需要精度。

（2）坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。由于GPS定位采用的是WGS-84坐標(biāo)系，因此它測(cè)出的坐標(biāo)與一般的GIS(如地籍空間數(shù)據(jù))不相同，必須將WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，我國(guó)目前絕大多數(shù)的GIS系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系的平面投影方式，因此，要對(duì)WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及投影變換，才能滿足地籍測(cè)量的要求。

1.3 GPS技術(shù)引入地籍測(cè)量

地籍細(xì)部測(cè)量是地籍調(diào)查不可分割的組成部分，目的是測(cè)定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等。由地籍調(diào)查規(guī)程所知，在地籍平面控制測(cè)量基礎(chǔ)上的地籍細(xì)部測(cè)量，對(duì)于城鎮(zhèn)街坊界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明顯的界址點(diǎn)間距允許誤差為10cm，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)及村莊內(nèi)部界址點(diǎn)間距允許誤差為15cm。利用 GPSRTK技術(shù)完全能滿足上述精度要求，建議在適合布設(shè)GPS點(diǎn)的部分測(cè)區(qū)使用該項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于影響GPS衛(wèi)生信號(hào)接收的遮蔽地帶使用全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量工具，采用解析交會(huì)法、極坐標(biāo)法、圖解交會(huì)法等進(jìn)行地籍勘丈，這樣有利于加快地籍細(xì)部測(cè)量進(jìn)度。

地籍測(cè)量專業(yè)性強(qiáng)，地籍?dāng)?shù)據(jù)具有法律效力，對(duì)數(shù)據(jù)精度要求高，配套的成果資料(圖、表、冊(cè)、卡等)現(xiàn)時(shí)性強(qiáng)，同步變更需及時(shí)。因此，根據(jù)地籍測(cè)量所特有的專業(yè)性，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)對(duì)于地籍測(cè)量來(lái)講，主要有野外數(shù)字測(cè)量、GPS測(cè)量、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與遙感、內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化測(cè)量4種模式。受環(huán)境和技術(shù)的約束，這些模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但能相互補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)地籍信息的全覆蓋采集。

2 GPS地籍測(cè)繪及其有關(guān)技術(shù)問(wèn)題探討

2.1地籍控制測(cè)量精度要求

地籍控制測(cè)量必須遵循從整體到局部，由高級(jí)到低級(jí)分級(jí)控制(分級(jí)布網(wǎng)，但也可越級(jí)布網(wǎng))的原則。 地籍控制測(cè)量分為基本控制測(cè)量和地籍控制測(cè)量?jī)煞N?；究刂茰y(cè)量分一、二、三、四等，可布設(shè)相應(yīng)等級(jí)的三角網(wǎng)(鎖)、測(cè)邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)等。在基本控制測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行地籍控制測(cè)量工作，分為一、二級(jí)，可布設(shè)為相應(yīng)級(jí)別的三角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)。地籍平面控制測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)盡量采用國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，條件不具備的地區(qū)，可采用地方坐標(biāo)系或任意坐標(biāo)系。精度指標(biāo)是GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的量化指標(biāo)，它的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測(cè)計(jì)劃以及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法。地籍控制測(cè)量的精度是以界址點(diǎn)的精度和地籍圖的精度為依據(jù)而指定的。根據(jù)《地籍測(cè)規(guī)范》規(guī)定，地籍控制點(diǎn)相對(duì)起算點(diǎn)中誤差不超過(guò)士0.05m。

2.2地籍碎部測(cè)量精度要求

地籍碎部測(cè)量即界址點(diǎn)和地物點(diǎn)坐標(biāo)、地類要素的獲取，包括定境界線，土地權(quán)屬界址線和界址點(diǎn)，房屋及其他構(gòu)筑物的實(shí)地輪廓，鐵路、公路、街道等交通線路，海岸、灘涂等主要水工設(shè)施的測(cè)繪。界址點(diǎn)是界址線或邊界線的空間或?qū)傩缘霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，而界址點(diǎn)坐標(biāo)是在某一特定的坐標(biāo)系中利用測(cè)量手段獲取的一組數(shù)據(jù)，即界址點(diǎn)地理位置的數(shù)學(xué)表達(dá)。界址點(diǎn)坐標(biāo)的精度，可根據(jù)測(cè)區(qū)土地經(jīng)濟(jì)價(jià)值和界址點(diǎn)的重要程度來(lái)加以選擇。在我國(guó)，考慮到地域之廣大和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，對(duì)界址點(diǎn)精度的要求也應(yīng)有不同的等級(jí)。

2.3 GPS地籍控制網(wǎng)的建立

地籍控制測(cè)量就是測(cè)設(shè)地籍基本控制點(diǎn)和地籍圖根控制點(diǎn)，是為開(kāi)展初始土地登記、建立基礎(chǔ)地籍資料、以及日常地籍的動(dòng)態(tài)管理而布設(shè)的平面測(cè)量控制。根據(jù)國(guó)家土地局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》要求，地籍平面控制網(wǎng)可布設(shè)為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)及邊角網(wǎng)，一、二級(jí)小三角網(wǎng)(鎖)，一、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)及相應(yīng)等級(jí)的GPS網(wǎng)，并且各等級(jí)地籍平面控制網(wǎng)點(diǎn)，根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模均可作為首級(jí)控制。利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制，沒(méi)有常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)布設(shè)時(shí)要求近似等邊。

2.4基準(zhǔn)設(shè)計(jì)

GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括網(wǎng)的方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。而網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定是通過(guò)網(wǎng)的整體平差計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，一般主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問(wèn)題。確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，可選網(wǎng)中一點(diǎn)的坐標(biāo)值并加以固定或給以適當(dāng)?shù)臋?quán)，或者網(wǎng)中的點(diǎn)均不固定，通過(guò)自由網(wǎng)偽逆平差，來(lái)確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。這種以最小約束法進(jìn)行GPS網(wǎng)的平差，對(duì)網(wǎng)的定向與尺度沒(méi)有影響，平差后網(wǎng)的方向和尺度以及網(wǎng)的相對(duì)精度都是相同的，但網(wǎng)的位置及點(diǎn)位精度卻不相同。在選網(wǎng)中若干點(diǎn)的坐標(biāo)值并給以適當(dāng)?shù)臋?quán)，在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)的同時(shí)，將對(duì)GPS網(wǎng)的方向和尺度產(chǎn)生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測(cè)值的精度有關(guān)。

2.5 GPS地籍測(cè)量實(shí)施

GPS測(cè)量的外業(yè)工作主要包括選點(diǎn)、建立觀測(cè)標(biāo)志、野外觀測(cè)以及成果質(zhì)量檢核等；內(nèi)業(yè)工作主要包括GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)、測(cè)后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。如果按照GPS測(cè)量實(shí)施的工作程序，則可分為技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)與建立標(biāo)志、外業(yè)觀測(cè)、成果檢核與處理等階段?，F(xiàn)將GPS測(cè)量中最常用的精密定位方法――靜態(tài)相對(duì)定位方法的工作程序作一簡(jiǎn)單介紹。

2.6GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)

GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作。這項(xiàng)工作應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶的要求來(lái)進(jìn)行，其主要內(nèi)容包括精度指標(biāo)的確定和網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)等。

2.7GPS測(cè)量的精度指標(biāo)

精度指標(biāo)的確定取決于網(wǎng)的用途，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)用戶的實(shí)際需要和可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備條件，恰當(dāng)?shù)卮_定GPS網(wǎng)的精度等級(jí)。精度指標(biāo)通常以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差mR來(lái)表示，其形式為：

式中D為相鄰點(diǎn)間的距離(km)?，F(xiàn)將我國(guó)不同類級(jí)GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)列于表1所示。

表1： 各級(jí)GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)

類型 測(cè)量類型 常量誤差(mm) 比例誤差(ppm)

A 地殼形變測(cè)量或國(guó)家高精度GPS網(wǎng) ≤10 ≤0.5

B 國(guó)家基本控制測(cè)量 ≤15 ≤2

C 控制網(wǎng)加密、城市測(cè)量、工程測(cè)量 ≤25 ≤5～50

第7篇：無(wú)線電基本原理范文

市場(chǎng)前景

充電設(shè)備與電源線說(shuō)再見(jiàn)的日子也許不遠(yuǎn)了。無(wú)線充電技術(shù)走進(jìn)消費(fèi)者視線開(kāi)始于2010年，2011年多家日本廠商率先展示其無(wú)線充電技術(shù)相關(guān)商用設(shè)備，并且在2011年下半年開(kāi)始有一些消費(fèi)電子廠商將其用于智能手機(jī)等便攜設(shè)備的充電應(yīng)用，逐漸開(kāi)始走入大眾的世界。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Marketsand Markets的一份報(bào)告，全球無(wú)線充電市場(chǎng)將在未來(lái)五年內(nèi)獲得井噴式增長(zhǎng)，到2017年將形成超過(guò)70億美元的市場(chǎng)，而在2011年這一數(shù)字僅僅只有4.57億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為57.6%。

隨著智能手機(jī)以及平板電腦等產(chǎn)品的不斷普及，生活中需要對(duì)便攜設(shè)備進(jìn)行充電的場(chǎng)合也越來(lái)越多，市場(chǎng)對(duì)無(wú)線充電功能的需求也隨之不斷增加。預(yù)計(jì)在今后，我們將會(huì)迎來(lái)一個(gè)只需將自己的便攜設(shè)備放在像一張大桌子似的充電臺(tái)上的任意位置即可以進(jìn)行充電的時(shí)代。為了實(shí)現(xiàn)這一愿望，有些公司已開(kāi)始了電場(chǎng)耦合式無(wú)線充電模塊的批量生產(chǎn)，為便攜設(shè)備無(wú)線充電功能的普及做出了貢獻(xiàn)。雖然手機(jī)充電是一個(gè)潛在的巨大市場(chǎng)，但無(wú)線充電的市場(chǎng)推廣還沒(méi)有被廣泛接受。支持無(wú)線充電所帶來(lái)的硬件成本問(wèn)題，以及效率低于標(biāo)準(zhǔn)有線充電的問(wèn)題都需要解決。有線充電的電氣觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題的充電應(yīng)用場(chǎng)景是無(wú)線充電能夠真正發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的地方。例如要求設(shè)備能夠防水，或是在有液體或惡劣氣候條件的環(huán)境中工作。無(wú)線充電使這些設(shè)備能夠永久密封，并且能通過(guò)無(wú)線、非接觸式的方式充電。

未來(lái)的無(wú)線充電技術(shù)將讓所有的移動(dòng)設(shè)備嵌入內(nèi)置接收器和發(fā)射器，這些接收器和發(fā)送器被無(wú)處不在的部署在公共區(qū)域，如咖啡館、賓館、機(jī)場(chǎng)、快餐店等。消費(fèi)電子設(shè)備是顯而易見(jiàn)的目標(biāo)市場(chǎng)，但醫(yī)療和工業(yè)便攜設(shè)備也是能夠從無(wú)線電源受益的應(yīng)用細(xì)分市場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)防水外殼并減少充電端口，這些充電端口經(jīng)常被使用，由于充電線的重復(fù)插入，可引起不必要的故障。

無(wú)線充電的整個(gè)系統(tǒng)其實(shí)并不復(fù)雜，基本上包含了兩個(gè)部分，一個(gè)是連接電源的充電端發(fā)信器，另一個(gè)被充電電子產(chǎn)品上，跟硬幣大小差不多的接收器，只要在一定的范圍內(nèi)（跟據(jù)不同的技術(shù)距離不同），電源能夠瞬間自發(fā)信器傳到對(duì)應(yīng)的接受器，從而實(shí)現(xiàn)電能的傳輸?？梢哉f(shuō)，對(duì)無(wú)線充電而言，設(shè)備是簡(jiǎn)單的，充電距離與效率才是技術(shù)最核心的環(huán)節(jié)。

無(wú)線充電技術(shù)原理

無(wú)線充電技術(shù)的原理研究可以追溯到19世紀(jì)30年代，科學(xué)家邁克爾?法拉第首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)原理，即周圍磁場(chǎng)的變化將使電線中產(chǎn)生電流。到了19世紀(jì)90年代，愛(ài)迪生光譜輻射能研究項(xiàng)目的一名助手，也是后來(lái)的科學(xué)家尼古拉?特斯拉(Nikola Tesla) 證實(shí)了無(wú)線傳輸電波的可能性，并申請(qǐng)了首個(gè)專利。目前短距離無(wú)線充電存在三種不同的商用技術(shù)，電磁感應(yīng)技術(shù)、無(wú)線電波技術(shù)和電磁共振技術(shù)，幾種技術(shù)各有特點(diǎn)。

近期電磁感應(yīng)技術(shù)首先取得了突破，一些展會(huì)上展出的產(chǎn)品均是采用電磁感應(yīng)原理取得的成功。電磁感應(yīng)技術(shù)，通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端，由于電磁感應(yīng)技術(shù)具有技術(shù)簡(jiǎn)單、充電高效，并能夠運(yùn)用于如滿布水、沙泥及灰塵的各種惡劣環(huán)境中，未來(lái)很有可能在幾種技術(shù)的較量中最先取得成功。電磁感應(yīng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還包括傳輸?shù)墓β士梢詮膸淄叩缴习偻?，基本滿足了現(xiàn)在大部分消費(fèi)電子產(chǎn)品特別是智能手機(jī)等充電需求最大的市場(chǎng)要求。但是，電磁感應(yīng)技術(shù)也有自己的問(wèn)題，首先是傳輸距離很短，必須接觸才能實(shí)現(xiàn)無(wú)線輸電；另一方面，無(wú)論是線圈和電路之間的屏蔽問(wèn)題需要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)加以改進(jìn)，還是充電端要進(jìn)行智能識(shí)別以判斷是被充目標(biāo)還是其他金屬以避免誤充造成不必要的安全隱患，都是電磁感應(yīng)技術(shù)快速普及面臨的最大挑戰(zhàn)。

IDT先進(jìn)用戶界面部戰(zhàn)略營(yíng)銷總監(jiān)Eric Itakura相信電磁感應(yīng)技術(shù)背后有很多樂(lè)觀因素，因?yàn)槠浔澈笥幸粋€(gè)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)（無(wú)線電源聯(lián)盟），迄今為止加入的會(huì)員超過(guò)100人。代表制造商的會(huì)員橫跨多個(gè)不同的細(xì)分市場(chǎng)，包括消費(fèi)電子、電池、家具、汽車等。擁有廣泛的支持和設(shè)備之間最重要的互操作性對(duì)保證用戶體驗(yàn)和承諾可在任何地點(diǎn)充電至關(guān)重要。除了支持這種技術(shù)的公司眾多，其他優(yōu)勢(shì)還包括高效率，低成本、工作在非電離kHz頻率內(nèi)，并把磁場(chǎng)控制在非常小的區(qū)域里、安全性高。但是其他技術(shù)和要求更長(zhǎng)距離的應(yīng)用還有發(fā)展空間。

無(wú)線電波技術(shù)也是發(fā)展較為成熟的技術(shù)，其基本原理類似于早期使用的礦石收音機(jī)。通過(guò)一個(gè)微型高效接收電路，可以捕捉到從某個(gè)指定位置傳送過(guò)來(lái)的無(wú)線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離長(zhǎng)，并且可以對(duì)不同位置的設(shè)備進(jìn)行同時(shí)傳送電能。但缺點(diǎn)也很明顯，一個(gè)是傳送功率小，充電速度會(huì)比較慢；而且傳輸?shù)男室脖容^低。無(wú)線電波技術(shù)比較適合的一些小功率或相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間不移動(dòng)的設(shè)備充電，并且非常理想用于物聯(lián)網(wǎng)的一些未來(lái)供電應(yīng)用。

第8篇：無(wú)線電基本原理范文

關(guān)鍵詞 認(rèn)知無(wú)線電 通信系統(tǒng) 相關(guān)技術(shù) 研究

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著無(wú)線電局域網(wǎng)技術(shù)、城域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，造成了當(dāng)前無(wú)線普頻非常擁堵。尤其是在3GHz一下的頻段傳輸，其頻率的選擇性很小、傳輸?shù)膿p耗也非常小，使得無(wú)線電通信技術(shù)方面與營(yíng)運(yùn)逐步轉(zhuǎn)向了無(wú)線頻普資源上的爭(zhēng)奪。認(rèn)知無(wú)線電提出可以有效的解決頻譜資源的缺乏，為其開(kāi)辟了一條非常有效的途徑，也為未來(lái)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了方向。由于認(rèn)知無(wú)線電具有高效、靈活、實(shí)時(shí)感知以及可靠的利用普頻資源等特點(diǎn)，使得目前的智能化下空洞頻譜不會(huì)再受到授權(quán)用戶的制約。文中主要針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電的一些常見(jiàn)的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行論述，并且實(shí)現(xiàn)了部分技術(shù)研究的實(shí)現(xiàn)。

1認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)介紹

1.1 CR技術(shù)

所謂CR技術(shù)其主要是進(jìn)行頻譜的共享，并最終實(shí)現(xiàn)不會(huì)受到授權(quán)用戶干擾，根據(jù)感知功能以及重置來(lái)提升通信的質(zhì)量、可用頻段的可靠性。因此根據(jù)CR原理來(lái)看，CR技術(shù)可以分三個(gè)主要技術(shù)層面：頻譜共享層面、頻譜感知層面、頻譜管理層面。

（1）頻譜感知層面介紹

所謂的頻譜感知主要是認(rèn)知工作的第一步，主要開(kāi)展頻譜檢測(cè)。它屬于認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)應(yīng)用的先決條件，并對(duì)無(wú)線電系統(tǒng)的整體性能有著很大的影響。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)主要是通過(guò)頻譜感知獲得了周圍無(wú)線環(huán)境用戶的頻譜質(zhì)量以及頻譜空洞等信息。然后再調(diào)整其傳輸頻率、傳輸功率和調(diào)制模式，以此來(lái)達(dá)到頻譜利用效率的最大化。

（2）頻譜共享層面介紹

頻譜共享主要是采用多個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)在不互相干擾的情況下完成一個(gè)頻段的通信，在空間、時(shí)間上對(duì)頻帶進(jìn)行調(diào)度，進(jìn)而使得頻譜的效率最大化。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)存在的前提是認(rèn)知用戶不能夠?qū)κ跈?quán)的用戶和其他用戶進(jìn)行正常的通信干擾。目前的OFDM技術(shù)以其出色抗多徑衰落、傳輸速率、子載波配置方式受到很大的關(guān)注。

（3）頻譜管理

頻譜管理涉及的認(rèn)知環(huán)節(jié)很廣，其主要包含了頻譜決策、頻譜感知、頻譜遷移以及頻譜共享。其中頻譜決策主要是通過(guò)頻譜感知、頻譜特征等基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，不斷通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整傳輸參數(shù)以此來(lái)為用戶提供最佳的信號(hào)頻段。

1.2基于NC-OFDM認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)

NC-OFDM的動(dòng)態(tài)頻譜以NC-OFDM作為物理層，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)。OFDM是一種多載波的調(diào)制技術(shù)，而且也是一種頻分復(fù)用技術(shù)，NC-OFDM是OFDM的擴(kuò)展。針對(duì)OFDM進(jìn)行調(diào)制，可以通過(guò)IFFT來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具有靈活的子載波配置，并且根據(jù)實(shí)際情況關(guān)閉授權(quán)頻段的子載波。因此NC-OFDM技術(shù)適合認(rèn)知無(wú)線電物理層技術(shù)的頻譜共享，該系統(tǒng)具有兩大優(yōu)點(diǎn)，首先則是子載波的非連續(xù)性為頻譜使用提供了很高的靈活性，且通過(guò)OFDM子載波的正交性可實(shí)現(xiàn)信道充分利用。

2認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 FFT的基本原理介紹

DFT是一種非常重要的數(shù)字信號(hào)處理手段，其中OFDM在進(jìn)行調(diào)制的過(guò)程中主要采用DFT來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著DFT運(yùn)算的日益簡(jiǎn)單，目前在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域?qū)τ贔FT的使用將大幅度的推動(dòng)近年來(lái)的信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)展。設(shè)：長(zhǎng)度為N的有限序列x（n）的DFT，則可以得出：

X（k）=DFT[x（n）]= 其中k=0，1，2，…，N-1

經(jīng)DFT轉(zhuǎn)化之后可得出（IDFT）：

x（n）=IDFT[x（k）]= 其中n=0，1，2，3，…，N-1。

FFT在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，要將DFT的序列不斷進(jìn)行分?jǐn)?，分為幾個(gè)小序列的組合，并且利用WnkN的對(duì)稱性和周期性，以此來(lái)減少對(duì)DFT的運(yùn)算次數(shù)。

2.2認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過(guò)對(duì)FFT的算法以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，針對(duì)FPGA的資源進(jìn)行分析之后，采用遞歸結(jié)構(gòu)方法可以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建，從結(jié)構(gòu)中可以看出蝶形單元為運(yùn)算單元，每個(gè)蝶形運(yùn)算單元根據(jù)遞歸方式進(jìn)行計(jì)算，使得蝶形單元會(huì)一直處于忙碌狀態(tài)?？刂茊卧獮槠渌K產(chǎn)生控制信號(hào)，可以確保系統(tǒng)正確的工作。其中雙RAM用于同址運(yùn)算口，可以有效地節(jié)約空儲(chǔ)存的空間。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著對(duì)無(wú)線電技術(shù)的研究不斷深入，不斷開(kāi)辟新的無(wú)線技術(shù)檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻譜傳輸速度的提升，為實(shí)現(xiàn)頻譜共享創(chuàng)造了條件。本文主要針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，從認(rèn)知技術(shù)通信進(jìn)行技術(shù)介紹、然后對(duì)認(rèn)知無(wú)線電設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)研究，最后在實(shí)現(xiàn)階段完成了在計(jì)算上實(shí)現(xiàn)對(duì)FFT與DFT之間的換算，希望通過(guò)本次研究為認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)通信相關(guān)研究者提供建議。

參考文獻(xiàn)

[1] 褚紅發(fā).多天線移動(dòng)通信系統(tǒng)預(yù)編碼及其相關(guān)技術(shù)的研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.

[2] 李紹勝.軍用認(rèn)知無(wú)線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2011.

第9篇：無(wú)線電基本原理范文

關(guān)鍵詞：散射 散射通信 自適應(yīng)選頻技術(shù) 自適應(yīng)均衡技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）08-0023-01

散射是指無(wú)線傳輸中的范疇，具體是指利用對(duì)流層及電離層中的不均勻性對(duì)電磁波產(chǎn)生的散射作用而進(jìn)行的超視距通信。在中海油日益壯大的勘探開(kāi)發(fā)規(guī)模下，對(duì)于實(shí)現(xiàn)深海遠(yuǎn)洋的鉆井平臺(tái)通訊，如何做到數(shù)據(jù)的高速高效傳輸顯得尤為重要。無(wú)線通信技術(shù)以前所未有的勢(shì)頭快速向前發(fā)展。隨著移動(dòng)多媒體傳輸對(duì)頻譜高效通信方式需求量的逐步增加，通訊界又把視線集中放在研究自適應(yīng)技術(shù)上。自適應(yīng)選頻技術(shù)與自適應(yīng)均衡技術(shù)由于各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的發(fā)展與運(yùn)用。所有這些技術(shù)都是為了給人類提供一個(gè)方便快捷安全的信息流通環(huán)境。

1 散射自適應(yīng)選頻技術(shù)運(yùn)行的基本原理

散射自適應(yīng)選頻技術(shù)運(yùn)行的基本原理具體是指在通信過(guò)程中發(fā)送方確定信息傳輸?shù)淖罴杨l率。而如何確認(rèn)最佳頻率，具體操作是發(fā)送信號(hào)方對(duì)信道中的可用的多個(gè)工作頻率的周期性進(jìn)行探測(cè)同時(shí)結(jié)合接收方對(duì)探測(cè)信號(hào)的回應(yīng)來(lái)確定傳輸消耗最低的那個(gè)頻率即為最佳頻率。最佳頻率可以認(rèn)為是當(dāng)前的通信頻率。如果系統(tǒng)在被選定頻率上通信時(shí)間持續(xù)小于信道中的不變區(qū)間時(shí)，自適應(yīng)選頻技術(shù)就發(fā)揮作用，他會(huì)利用選擇式分集合并產(chǎn)生的效果進(jìn)行詳細(xì)描述。因?yàn)樯⑸渫ㄐ旁O(shè)備中采用的自適應(yīng)選頻技術(shù)可以在傳輸信號(hào)損耗最低的頻率上發(fā)射全部功率，因此相比與其他分集方式，自適應(yīng)選頻在功率利用率上具有高利用率的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而能在衰落信號(hào)通道中獲得比較良好的誤碼性能。

2 散射自適應(yīng)均衡技術(shù)運(yùn)行的基本原理

自適應(yīng)均衡技術(shù)的運(yùn)行主要依靠自適應(yīng)均衡器，自適應(yīng)均衡的結(jié)構(gòu)既可以是橫向結(jié)構(gòu)也可以是格形結(jié)構(gòu)，主要都是由若干級(jí)的延遲線組成的。一般情況下，我們最常利用的均衡器是屬于線性橫向結(jié)構(gòu)的均衡器。此種均衡器的傳遞函數(shù)可以用延遲符號(hào)來(lái)表示。再實(shí)際生活中，平臺(tái)的費(fèi)用、功耗與無(wú)線傳播特性等等因素都會(huì)影響均衡器結(jié)構(gòu)與其算法的選擇。實(shí)際操作中最簡(jiǎn)單的均衡器的傳遞函數(shù)是多項(xiàng)式的，比如在便攜式的無(wú)線電話的運(yùn)用中，如果想延長(zhǎng)用戶的通話時(shí)間，就需要了解用戶單元電池的使用時(shí)間。HR型均衡器會(huì)存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，所以很少會(huì)被使用。要想使均衡器得到廣泛的運(yùn)用，只有通過(guò)改進(jìn)均衡器的鏈路性能來(lái)降低消耗費(fèi)用方可達(dá)到。

3 新型高效分集方式的自適應(yīng)選頻技術(shù)

散射通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)選頻技術(shù)的基本工作流程如圖1。由于自適應(yīng)選頻技術(shù)在遇到信道平坦衰落時(shí)會(huì)引起性能降低的問(wèn)題，所以為了避免這種問(wèn)題以及使每分集支路門限較少，我們提出基于空間分集的自適應(yīng)選頻技術(shù)。這種技術(shù)是指有機(jī)地聯(lián)系起空間分集與自適應(yīng)選頻形成一種復(fù)合的分集方式，特點(diǎn)是具有新穎性和高效性。它可以比單獨(dú)使用自適應(yīng)選頻體制產(chǎn)生更加更好的分集效果，當(dāng)然前提都是不增加系統(tǒng)工作寬帶。

4 自適應(yīng)選頻技術(shù)、自適應(yīng)均衡技術(shù)在通信設(shè)備中的應(yīng)用

基于空間分集的自適應(yīng)選頻技術(shù)是一種把自適應(yīng)選頻技術(shù)與空間分集相聯(lián)系起來(lái)的新型高效自適應(yīng)選頻技術(shù)。散射通信設(shè)備可以通過(guò)各個(gè)空間分集支路的快衰落的實(shí)際情況得出結(jié)論，自適應(yīng)會(huì)把衰落過(guò)程中最小的頻率作為當(dāng)前的工作頻率，進(jìn)而能夠快速有效地降低信道的進(jìn)一步衰落程度。自適應(yīng)選頻技術(shù)一方面能夠極大提升系統(tǒng)功率的利用率，另一方面還可以降低每分集支路檢測(cè)信噪比。

自適應(yīng)均衡技術(shù)在具體運(yùn)用中有很多特點(diǎn)，首先能夠避免數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程失真的現(xiàn)象，信道均衡的信號(hào)處理技術(shù)可以很好地處理由于碼間干擾引起失真的問(wèn)題。另外自適應(yīng)均衡器技術(shù)屬于自適應(yīng)濾波技術(shù)范疇，均衡器按結(jié)構(gòu)可以劃分為最大似然序列估值器、判決反饋均衡器和線性均衡器。而最常用的均衡器是前兩種，最后一種基本不會(huì)使用。寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)是礙于信道多徑效應(yīng)而使當(dāng)前的通信系統(tǒng)不能提供高速數(shù)據(jù)率，他們都屬于非線性均衡器的范疇。在未來(lái)，如果自適應(yīng)均衡技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用，那么它將給人類通訊事業(yè)帶來(lái)更大便捷。

5 結(jié)語(yǔ)

自適應(yīng)技術(shù)是數(shù)字通信發(fā)展必然產(chǎn)生的結(jié)果，它的產(chǎn)生是為了解決發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。自適應(yīng)均衡技術(shù)可以很好地解決無(wú)線信道中碼間干擾問(wèn)題，而自適應(yīng)選頻技術(shù)能夠?qū)⑺ヂ渥钚〉念l率作為最佳工作頻率進(jìn)行信息傳輸，從而達(dá)到平滑信道的深衰落的目的。這兩種技術(shù)都能為中海油鉆采油平臺(tái)提供一個(gè)快捷安全穩(wěn)定的信息流通環(huán)境。

參考文獻(xiàn)