卫星导航接收机抗干扰性能评估方法研究

卫星导航接收机的抗干扰是导航战研究的一项重要内容。合理的抗干扰性能评估方法是对接收机的抗干扰性能进行正确评估的基础,目前卫星导航接收机还没有建立统一的抗干扰性能评价方法。在吸取GPS系统抗干扰性能评估方法的合理性的基础上,提出一种在接收机输入端对抗干扰性能进行评估的方法,与传统的抗干扰性能评估方法相比,该方法更具有工程实际意义。     

多模复合接收机测试与评估体系研究

多模复合导航技术以其高精度的导航制导性能,在精确制导武器等领域获得了广泛的应用,随之带来了多模复合导航装备的测试评估的问题,传统的卫星导航测试技术难以满足其高精度、动态的测试需求,也缺乏针对基于卫星导航的相关应用性能测试手段。针对这一技术问题,通过对国外已建设的测试系统的技术分析,设计了一种基于伪卫星和导航模拟器的先进复合接收机综合测试评估系统,提出一种测试评估体系架构,分析研究了系统中所涉及的组合导航模拟、伪卫星系统基线网络等关键技术问题,基于外场测试环境提出一种构建方法并进行了分析评估。     

转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波环的影响研究

本文研究了转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波跟踪环的影响。推导出在存在转发欺骗条件下卫星导航接收机载波跟踪环输出的相位误差公式，分析了不同强度的转发欺骗干扰对卫星导航接收机跟踪环路的作用，得出了使卫星导航接收机跟踪环路失锁转发欺骗干扰所需的最小功率强度。通过试验验证了本文分析结论的正确性。     

基于快速拟合的高精度授时技术

本文针对采用晶振产生本地时钟的卫星导航接收机的高精度授时问题，特别是考虑在卫星失锁等不定位情况，提出了一种具备快速拟合的时间同步控制方法，提高了卫星导航接收机的授时精度和可用性。文中分析了影响卫星导航接收机授时精度的几个关键因素，给出了时间同步的软件设计算法实现，在某型卫星导航接收机上进行了测试验证。测试结果表明：本文设计的基于快速拟合的时间同步控制算法有效，提高了卫星导航接收机的授时精度和可用性。     

北斗监测接收机设备时延性能检测评估

设备时延是北斗监测接收机关键参数之一，其性能优劣会影响地面运控系统精密定轨、卫星钟差监测、电离层解算等核心业务的处理精度，进而影响北斗系统提供给用户的定位、 导航和授时(PNT)服务精度。针对北斗监测接收机设备时延性能指标检测评估问题展开研究， 首先给出北斗监测接收机设备时延概念与定义，从设备时延准确性、一致性、稳定性三方面入手， 提出了一套物理含义清晰、性能考核全面、易于工程检测的北斗监测接收机设备时延性能指标评价体系，分析了每项性能指标的工作特性、影响因素、精度水平等，设计实现了科学合理的测试试验方案，并工程验证了设备时延性能指标体系分析的合理性与测试技术的有效性。测试试验结果表明，目前系统研制的北斗监测接收机设备时延准确性、一致性和稳定性均能达到亚 ns 量级。     

压制式干扰对北斗接收机授时性能的影响评估

为了确认北斗卫星导航接收机在压制式干扰影响下的授时性能，针对卫星导航信号的捕获、跟踪以及解调过程，进行了相关授时精度的评估。基于不同模块的功能划分，给出了衡量不同带宽干扰对接收机影响的6个关键指标，并采用时间精度因子和伪距测量方差2个误差参数计算了干扰条件下的接收机授时精度。仿真结果表明，不同带宽干扰对北斗接收机授时精度影响不同，窄带干扰带来的跟踪误差比宽带干扰高约5 ns。随着干信比的增加，窄带干扰带来的授时误差还将成倍增加，相关研究结果可以为北斗授时服务精度在干扰条件下的评估提供技术参考。     

卫星导航接收机技术发展趋势分析

面对多种卫星导航系统共存的局面和高性能应用平台的需求,多系统多模导航接收机成为接收机发展的主要方向。本文从卫星导航系统在各种军事和民用系统中应用的重要性出发,分析国内外卫星导航接收机发展现状和趋势,提出我国卫星导航接收机相关技术在未来几十年的发展的体系框架和思路。     

卫星导航接收机自适应阵仿真测试评估

卫星导航接收机自适应天线系统能够对消干扰,保证在射频干扰和敌方释放干扰存在的情况下正常提供导航定位功能.为了评估自适应天线的抗干扰能力,必须建立适当的测试环境和测试方法.提出的一种在暗室中进行自适应天线测试的方法,具有保密性好,保证测试环境和外界互不干扰等优点.给出了自行研制的一种导航接收机自适应天线的测试结果.     

基于LEON3开源软核的卫星导航接收机设计

为了提高卫星导航接收机的工作性能以及小型化设计,在现场可编程门阵列( FPGA)平台上开发一款基于LEON3开源软核的拥有自主知识产权的卫星导航接收机。通过LEON3开源软核架构和自主设计的分段匹配滤波器( PMF)与快速傅里叶变换( FFT)相结合的捕获模块、基于延迟锁定环的码跟踪环路和基于科斯塔斯环的载波跟踪环路相结合的跟踪模块IP核实现卫星导航接收机的基带系统级芯片( SoC)设计,最后完成接收机系统的软件设计并在DE2-115 FPGA平台上对接收机系统进行验证测试。实验结果表明所设计的接收机性能优良,能够正常捕获并且跟踪到卫星信号,定位结果显示正常,误差在3m左右。拥有完全的硬件软件源代码以及优良的性能使得所设计的接收机对国内导航的发展有着重要意义。     

军用卫星导航接收机现状及发展趋势

本文总结了GPS接收机在军事应用上的优点及不足,并探讨了军用卫星导航接收机技术的发展趋势。详细介绍了多模卫星导航接收机系统的兼容与互用技术、抗干扰滤波技术、环路滤波技术、组合导航技术、以及相对定位技术,并对相关卫星导航接收机新技术进行了总结和展望。     

混合星座卫星导航系统定位精度分析方法

随着卫星导航技术的发展,无人机等运动载体上的卫星导航设备一般可以接收多个星座的卫星导航信号。在进行多星座卫星导航混合定位处理时,需要评估混合星座卫星导航系统的定位精度指标。卫星导航的定位精度与等效测距误差、空间几何分布等因素有关,不同星座的接收机使用的时钟不同,也会引入相应的误差影响。本文根据卫星导航定位原理,分析了混合星座卫星导航系统的定位误差方差,推导了混合星座定位的精度评估方法。最后,本文还分析了在混合星座定位时,引入测距精度较差的星座系统后,对整个导航系统性能的影响。实验结果表明, 本文分析的混合星座定位精度评估方法与实验结果相符合,为评估多星座导航系统信息融合后的定位性能提供了指导参考。     

Evaluation of a long-range lightning detection network with receivers in Europe and Africa

This study focuses on the performance evaluation of the experimental long-range lightning detection network Zeus, with receivers located in Europe and Africa. The evaluation is carried out in terms of locating error and detection performance. Zeus' receivers record the radio noise (sferics) emitted by cloud-to-ground lightning discharges in the very low frequency (bandwidth between 5 and 15 kHz). The lightning location is retrieved by means of the arrival time difference (ATD) triangulation technique. The presented study includes evaluation of the system's locating error and detection performance over the African continent, equatorial/mid-Atlantic, the Caribbean, and northern South America. This dataset is validated over a period extending from July through October 2004. The Lightning Imaging Sensor onboard NASA's Tropical Rainfall Measuring Mission satellite is used as the validation source. The analysis shows that the number of receivers as well as their relative location (relative position of the flash-event to the network's receivers) plays a key role in the retrieval error magnitude. Median error values within the network's periphery are found to be approximately 20 km, while outside the periphery significantly larger (/spl sim/130 km). Simulation of chi-square values, implemented from the ATD algorithm, shows an adequate agreement between theoretical error-related computations and the network's retrievals. In terms of detection performance, the Zeus system is also validated over the same area/period. The chief observation is that the detection performance is likewise dependent on the number of receivers used by the system rather than their relative location.     

基于人工神经网络的GPS卫星信号模拟器信号估计方法

多通道全球定位系统(GPS)卫星信号模拟器用来为GPS接收机和导航系统提供逼真的测试信号。该文从模拟器设计的角度对到达GPS接收机天线的卫星信号进行了分析,着重讨论了因众多误差因素影响而不易直接利用经验模型确定的几个波形参量的估计问题。基于人工神经网络(ANN)理论,提出一种利用ANN来模拟信号传播延迟、载波相位、信号功率等参量的方法。给出了基于ANN的模拟器闭环测试系统的结构。并对所设计的ANN进行了训练和验证,仿真实验结果表明,所设计的ANN能够在统计意义上逼真地模拟样本数据,从而使基于ANN的模拟器信号状态参量计算能够满足设计要求,可以直接应用于多通道GPS信号模拟器的研制。     

面向高轨航天器的北斗导航特性分析

利用卫星导航信号实现高轨航天器的自主定轨与导航已成为当前国内外的研究热点， 高轨星载导航接收机面临可见卫星数少、接收导航信号微弱、动态性较大等问题。针对以上问题， 分析了高轨环境下星载导航接收机获取到的信号功率、可见星数、DOP 值及多普勒频移状态。首先建立了北斗星座模型与高轨航天器动力学模型，构建星间测距链路，对高轨卫星的可见性进行了仿真分析，结果表明当星载接收机功率为-177 dBw 时，可见星数能达到 4 颗以上，能满足定轨需求；然后对高轨卫星的定轨精度进行了仿真，DOP 值的均值为 15.657 8；最后对导航卫星和高轨卫星之间的多普勒频移进行了分析，仿真的多普勒范围为±14 kHz。相关研究结果可支撑高轨航天器星载接收机的开发。     

GPS SATELLITE SIMULATOR SIGNAL ESTIMATION BASED ON ANN

Multi-channel Global Positioning System （GPS） satellite signal simulator is used to provide realistic test signals for GPS receivers and navigation systems. In this paper, signals arriving the antenna of GPS receiver are analyzed from the viewpoint of simulator design. The estimation methods are focused of which several signal parameters are difficult to determine directly according to existing experiential models due to various error factors. Based on the theory of Artificial Neural Network （ANN）, an approach is proposed to simulate signal propagation delay, carrier phase, power, and other parameters using ANN. The architecture of the hardware-in-theloop test system is given. The ANN training and validation process is described. Experimental results demonstrate that the ANN designed can statistically simulate sample data in high fidelity. Therefore the computation of signal state based on this ANN can meet the design requirement, and can be directly applied to the development of multi-channel GPS satellite signal simulator.     

利用FFT实现长码的直接捕获

在卫星导航系统中,普遍采用了长码扩频信号。长码扩频信号具有很强的抗干扰和保密能力,实现长码的快速直接捕获对于导航系统的军事应用和发展卫星定位系统具有重要意义。利用FFT计算可以使多次的时域伪码相位的循环相关处理转换为频域的一批乘法处理,单次计算即可获得一批相关结果,进而可加快长码的搜索和捕获速度。通过对多种基于FFT的方法进行比较,提出了适于工程应用的实现方式,并利用实际工作环境对设计进行了实际验证,结果表明该处理方法能够实现预期的目的,可以满足工程需要。     

基于光纤传输的卫星导航数据采集系统设计与实现

本文提出了基于光纤传输的远程数据采集系统的设计方案,该方案利用在 Delphi 程序设计中应用 TApdComPort 控件实现串口通信的方法,实现了计算机和接收机之间数据更加快捷的传输。     

一种地基增强系统(GBAS)B值的分析与处理技术

地基增强系统中采用B值是多个接收机输出观测量偏差,是地面站系统进行完好性监测的重要参数之一,为系统进行基于接收机故障的完好性风险评估提供基础判断依据。在单系统的卫星导航着陆系统中,B值的处理采用了伪距修正残差的基本思想,但对于多系统卫星导航系统情况下,接收机的故障需要进行独立分析和综合判断,判断的门限也存在区别,因此,本文基于地基增强系统中B值的计算方法,针对GPS系统进行B值的计算分析,提出了一种适用于多系统的B值计算方法,为多系统地基增强系统的完好性监测处理方法进行了研究和分析。     

卫星导航地面控制系统在线升级与验证方法

提出了一种基于卫星导航地面控制系统在线升级和测试验证的设计思路。阐述了基于该设计思路实现系统在线升级的通用流程和关键技术。基于该方法,可实现卫星导航系统不间断服务条件下的系统在线升级。该方法对高可用性实时系统在线升级具有参考价值。