基于前向搜索的GNSS长距多径信号判别技术

卫星导航接收机中的多径信号,尤其是长距多径信号会造成伪码的错误捕获与跟踪,带来很大的伪距测量误差,甚至定位失效。针对这一问题,利用卫星导航系统中独有的直达信号相对于多径信号具有最超前码相位的特性,在导航信号捕获跟踪之后,继续通过相关峰前向搜索的方法来判别直达信号与多径信号,在剔除多径分量之后获得准确的伪距测量值。在此基础上讨论了长距多径信号的搜索区间,给出了新的接收机处理架构,从而为卫星导航中长距多径信号的去除与精确定位的实施提供了重要参考。     

一种小尺寸极化阵列及其高精度定位波束形成

提出一种偶极子天线单元构成的极化敏感阵列用于全球卫星导航信号的接收,经过阵列信号波束形成后,在抗干扰的同时保留卫星导航信号中载波相位测量值的准确性,可用于基于载波相位测量的高精度差分定位。与传统的圆极化天线阵列相比,该阵列具有阵元构造简单、尺寸小的特点。通过建立极化阵列接收信号模型,分析了天线极化和波束形成算法对卫星导航信号相位的影响,给出了相适应的相位中心稳定的数字波束形成算法。仿真验证了分析的正确性和算法的有效性。     

卫星导航高精度抗干扰算法研究

常用的自适应调零卫星导航抗干扰算法，可以对干扰进行很好的抑制，但自适应调零算法会对卫星信号的相位产生扭曲，导致抗干扰处理后的卫星信号无法用于高精度定位。研究数字多波束抗干扰算法，通过对卫星方向信号约束，达到在抗干扰的同时保证卫星信号相位稳定，实现高精度定位。该算法经分析和实际采样数据仿真验证，可实现强干扰条件下卫星导航高精度定位。     

多系统卫星导航信号软件模拟器体系设计

与传统信号模拟器相比,软件模拟器具备设计灵活、可扩展、开放性强以及成本低的诸多优点。随着卫星导航的发展,卫星导航体制越来越复杂,通过对多系统不同调制方式的卫星导航信号模型进行分析,迫切需要建立统一的描述方法,减少重复的算法编写。首先提出了一种针对多系统卫星导航信号模拟器描述方法,其次建立了针对不同卫星导航信号体制的描述,给出了信号传播时延、多普勒频移的估计方法。最后,对模拟的信号进行了验证。     

导航卫星主备钟平稳切换性能设计分析

卫星钟是导航卫星的核心设备,其输出时频信号的稳定是导航卫星向用户提供连续稳定导航信号及服务的基础,主钟性能下降或故障迫使系统进行原子钟主备切换时,由于主备钟存在的频率和相位差别,导航信号将产生跳变,影响卫星的服务性能,目前导航卫星多采用主备钟跟随及平稳切换技术来解决主备钟切换时的频率和相位跳变问题。针对主备钟平稳切换与导航服务性能的关系以及平稳切换指标的确定问题,介绍了主备钟平稳切换技术的原理,分析了主备钟切换的时机与策略,从用户测量性能及钟差预报参数可用性这2个方面分析了主备钟平稳切换指标,并提出了相应的指标要求。     

卫星导航长码信号波形监测方法

由于信号微弱,如何获得在轨导航卫星的清晰信号波形是卫星导航信号质量监测研究中的难点之一,为此提出了一种在轨导航卫星的信号波形监测方法。该方法基于Vernier采样原理,利用大口径抛物面天线对在轨卫星进行信号采集,经过消除初相和残余频率、累加平均和数据组合等处理,获得清晰的码片波形。对于相同码速率的民用信号和长码信号,可确定民用信号和长码信号的伪码相位偏差。利用大口径抛物面天线对北斗卫星进行跟踪,获得了多颗北斗卫星B1频点民用信号和长码信号的码片波形。结果表明,民用信号和长码信号的码片波形的轮廓差异较小,但伪码相位存在偏差。     

多普勒全向信标VRB-52D 100W载波功率放大器故障诊断和分析

DVOR(Doppler Very Frequency Omnidirectional Range)VRB-52D是由澳大利亚INTERSCAN公司生产的多普勒全向信标.原理是DVOR向空中全方向辐射一个复合模拟信号,提供航空器相对于该地面台站的磁方位.其发射信号中含有两个30Hz导航音频信号,一个称为基准30Hz相位信号,另一个称为可变30Hz相位信号.基准30Hz相位信号的相位与方位无关,可变30Hz相位信号的相位与方位有关,机载接收机通过比较两个30Hz信号的相位来得出飞机所在的相对于DVOR台站的磁方位.     

基于导航信号的BiSAR成像技术

该文研究了导航卫星照射的BiSAR系统的成像处理技术,针对导航信号BiSAR成像所存在的特殊问题,利用直达波信号提取距离徙动参数并在方位时域实现了距离徙动的校正,通过多普勒补偿的方法解决了导航信号对多普勒敏感的问题,利用对直达波信号的相位历程进行高阶多项式拟合实现了对多普勒相位历程的精确近似,方位向通过去斜处理实现方位向聚焦。仿真数据和实测数据的成像处理结果验证了该算法的正确性。     

基于NELDER-MEAD的GNSS欺骗干扰参数估计方法

欺骗干扰对关键领域的导航服务带来了重大挑战,因此有必要发展欺骗干扰监测系统,欺骗信号参数估计是欺骗干扰监测的重要组成部分。当欺骗信号的码相位与真实信号重叠时,无法采用多通道技术对真实信号和欺骗信号分别进行跟踪估计。本文通过分析小时延场景下的信号参数空间,引入导航信号相关峰形状、宽度等先验信息,提出了一种基于NELDER-MEAD的欺骗信号参数估计方法,利用NELDER-MEAD算法直接搜索信号的码相位,在此基础上采用最小二乘法对功率和载波相位进行估计,能够在减小计算量的同时准确估计出欺骗信号与真实信号的参数。仿真结果表明,本文方法的相关域搜索次数比传统MLE方法降低了90%以上。最后通过无线测试,验证了该方法在实际场景中的有效性。      

阵列天线抑制欺骗式导航干扰信号方法研究

针对欺骗式干扰影响飞行器卫星导航信号后引起的定位测姿错误问题,提出了一种适用于飞行器导航的基于阵列天线的欺骗式干扰检测和消除方法.使用接收阵列天线的载波相位双差测量值作为干扰检测依据,通过载波相位单差测量方程求出干扰信号的方向矢量,给出了提高干扰方向测量精度的方法,并使用其正交向量在干扰方向形成零陷,同时通过调整波束指向,在待测信号方向形成阵列增益,以达到抗干扰和增强导航信号的目的.使用这种方法可以对导航信号中的欺骗式干扰信号进行有效的识别和消除,适用于复杂环境下的飞行器导航.