各种体制的导航制导系统

0218199LEO 卫星轨道参数对 GPS 掩星数量和分布的影响[刊]/赵世军//解放军理工大学学报(自然科学版).—2002,3(2).—85～89(L)利用低地球轨道 LEO(Low Each Orbit)卫星所载GPS 接收机探测地球大气的分层结构是上世纪80年代后期才发展起来的新技术。不同的 LEO 卫星,将使发生的掩星事件数量和分布有所差别。在一定的大气折射指数分布模型和现有 GPS 星座的假设条件下,利用射线追踪法模拟了掩星事件,并讨论了 LEO 卫星的轨道倾角和高度对掩星事件发生的数量和分布的影响,其结论对实际发射 LEO 卫星时的参数选取具有参考价值。参4     

一种融合天地基多源数据的电离层反演方法

数据融合是观测数据稀疏条件下电离层精确反演的重要技术途径.文中提出了一种融合天地基多源数据的电离层反演方法.选择地基GNSS、低轨卫星(Low Earth Orbiting,LEO)掩星、卫星信标及垂测仪等手段为观测系统,国际参考电离层(International Reference Ionosphere,IRI)为背景模型,利用改进的克里格插值及乘法代数重构方法实现多源数据的有效融合.以中国区域为例,观测系统模拟试验的结果表明:文中提出的方法能将各类观测资料有效地融合到背景模式中,反演得到的总电子含量及电子密度误差相比经验模型均有显著降低;在地基GNSS观测的基础上,融入地基垂测与天基掩星可有效提升电子密度的反演精度.相关研究结果可为中国现有电离层观测系统的优化提供科学依据.     

电离层延迟对分布式SAR编队相对定位的影响

建立星载GPS单层电离层延迟模型,利用CHAMP卫星双频GPS观测资料确定的单层投影高度为580 km.仿真分析了电离层延迟对分布式SAR编队CDGPS(载波相位差分GPS)相对定位的影响,主要分析结果表明:在mm量级的星间相对定位中,电离层延迟影响不可被忽略;太阳活动对相对定位的影响显著,当星间距离取1 km,在太阳活动强年,由差分电离层延迟引起的相对定位误差达到8.5mm,是太阳活动弱年的2倍.     

利用COSMIC掩星数据分析电离层扩展F层现象

利用2009年的COSMIC掩星观测数据,分析电离层扩展F层不均匀结构引起的GPS卫星C/A码信噪比闪烁,研究全球范围内扩展F层的出现随地理位置、地方时变化的统计特征。初步分析结果表明,扩展F层在3月份主要出现在低纬地区和两极地区,主要发生在地方时日落至午夜之间,有时可延至午夜后数小时。本文结果和以往利用其他观测手段获得的结果较为一致,说明GPS掩星技术可以作为观测全球扩展F层的一种有效手段。     

高动态GPS卫星信号模拟器关键技术分析及应用

介绍了高动态GPS卫星信号模拟器的组成,阐述了模拟器的工作原理,给出了在研模拟器的主要技术指标,分析了模拟器研制涉及到的部分关键技术:高动态信号的产生与精度控制、电离层延迟误差模拟、多径信号模拟和差分数据产生,最后列举了高动态GPS卫星信号模拟器的几种应用。     

大气层对卫星导航信号的时延影响及修正

详细论述了电离层、对流层对卫星导航信号传播时延的影响,讨论了修正大气层时延影响的相对定位、延迟模型改正方法,详细分析了双频观测量电离层时延误差修正方法。     

导航、电子对抗、制导

TN96 01041479奥斯特/GPS掩星与地面留达联合观测电离层电子密度的初步结果/张训械(中和阵完武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室)弃全球定位系统一2000,25(3).一1一5文章给出了1 999年10月奥斯特ZGPS掩星与日本MU雷达和数字测高仪的联合观恻结果.奥斯特掩星反演得到的电子密度剖面与地面雷达观测的进行了比较,结果表明:天基和地基雷达观测的电子密度是一致的.文章还给出利用G PS的单频信号反演电离层电子密度剖面技术和3维射线追踪技术模拟掩星结果.图4参8(许)TN96〔)飞()414吕lj上海地区G PS/STORM试验与结果…     

基于射线追踪的TID期间电离层高阶效应及多普勒效应仿真

电离层行进式扰动(traveling ionospheric disturbance, TID)是一种常见的电离层扰动形式,对电磁波（如卫星导航）信号的传播过程有着重要影响. 为研究TID对卫星导航信号传播效应,本文基于三维射线追踪方法对导航信号在空间电离层磁等离子体的传播进行仿真,重点研究TID情况下电离层二阶效应和多普勒效应. 首先,通过在NeQuick电离层模型上添加电离层扰动建立TID仿真生成模型,该模型能够模拟多种尺度的TID结构;其次,基于我国南北方两个虚拟站点,仿真模拟得到导航信号在TID发生时的传播特性;然后,计算得到不同仰角和方位角时卫星导航信号的电离层二阶效应和多普勒效应等参数;最后,分析TID参数对电离层二阶效应和多普勒效应的影响. 仿真结果表明,在本文仿真参数下电离层二阶和多普勒效应在低射线仰角情况下更明显,TID多普勒效应和TID周期相关性明显.     

星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法

对于高分辨星载P波段SAR系统,电离层效应对P波段SAR会带来一系列较为严重误差,包括时间延迟、法拉第旋转和色散等,这些误差与电波频率和电离层TEC值关系密切,并使得图像质量下降。如何测量与校正电离层效应误差是星载P波段SAR面临的重要问题。根据SAR系统自身的宽带特点,借鉴GPS系统采用的电离层双频测量校正方法,提出了一种基于双频SAR距离像相关的延迟误差测量方法,计算机仿真结果表明,该方法有效提高了双频回波信号的电离层延迟误差测量精度,适于低频段星载SAR系统的电离层效应测量与校正应用。     

基于COSMIC掩星观测的顶部电离层标高特征分析

顶部电离层是指F2层电子密度最大值所在高度以上的电离层区域。掩星观测能够提供地面到低轨卫星轨道高度处的整个电离层电子密度剖面,对于顶部电离层的研究具有重要作用。标高是构建顶部以上电离层电子密度剖面模型的重要参数。本文使用2007—2020年的气象、电离层和气候星座观测系统(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate, COSMIC)掩星观测数据,提取有效电子密度剖面数据的顶部标高,分析了其随地方时、季节、经纬度和太阳活动水平的变化特性。结果表明：顶部标高具有明显的日变化和季节变化规律,并且表现出强烈的太阳活动依赖性;顶部标高在纬度上的变化强烈依赖于地方时,同时在东西经向上表现出明显的波状结构,且这种经度波状结构在南北半球具有不同的形态;顶部标高在夏季半球具有显著的东西经向差异,南半球夏季更为明显。     

星载GPS定轨中精密GPS卫星钟差的改正和应用

低轨道卫星星载GPS精密定轨的最主要的误差源是在SA影响下GPS卫星钟的高频抖动。为了克服这一误差,本文分析了在SA影响下GPS卫星钟差变化的特性,探讨了利用GPS地面跟踪站的观测数据估算GPS卫星钟的可行性,建立了相应的算法和软件系统,并把由地面跟踪站的实测数据估算的GPS卫星钟差应用于星载GPS定轨计算,得到1m的定轨精度。     

GPS电离层延迟误差修正中二阶项角度的分析

提出了一种利用三频观测值修正电离层延迟误差二阶项的方法,可使延迟误差达到毫米级精度.理论分析表明,影响修正结果达到毫米级的主要因素是总电子含量(TEC)和GPS信号传播方向与地磁场方向的临界夹角.取通常情况下TEC的值,在不同频率条件下,通过解算给出了达到毫米级精度所要求的临界夹角值.研究结果对精密定位过程信号的接收提...     

利用仿真方法研究三频信标技术

为了探究三频信标反演高精度电离层电子浓度总含量（total electron content, TEC）的理论过程并分析不同观测误差对反演精度产生的影响,通过仿真卫星信号多普勒频移的方法来进行三频信标技术反演TEC的研究.通过已知的卫星轨道坐标、接收站坐标、卫星高度角与电离层背景信息,利用信号传播规律,仿真得到信号传播过程中的多普勒频移信息,解算出相对TEC;再利用多站法估计相位积分常数,解算双频绝对TEC;而后利用多普勒相移小数部分与三频相位积分常数结合,解算高精度三频TEC.将反演的三频TEC值与先验背景电离层TEC值进行比对,在6°观测误差的情况下,三频反演的TEC差值相对平均值在4.5%以内,相对RMS在6%以内,结果表明三频信标技术可以有效提高TEC反演精度.     

高动态GPS模拟器信号产生模型研究

 高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号.在对GPS接收机接收信号进行深入分析后发现GPS信号模拟器以接收时刻为标准以一定的时间间隔计算模拟器信号码和载波速率及信号的传播延时,由于接收机与GPS星之间存在的径向加速度,使得对应的信号发出时刻的间隔不等于计算机进行样点计算的间隔.本文给出了在高动态条件下GPS卫星信号模拟器的信号模型,在对模型误差进行分析计算的基础上讨论了通过增加采样率来减小由于模拟高加速度信号而带来的误差的方法.     

山基GPS掩星观测数据在电波到达角计算中的应用

在福建省太姥山和浙江鹤顶山开展了GPS掩星观测实验并成功获取山基掩星观测数据, 对掩星事件进行了分析和统计; 阐述了利用山基掩星观测数据计算大气折射指数和电波弯曲角的原理和算法, 基于山基反演数据与欧洲中期天气预报中心(European centre for medium-range weather forecasts, ECMWF)数据构建电波传播的直接折射模型和一次反射模型来计算任意两点之间的电波到达角.结果表明:山基反演数据计算的大气折射率剖面反演准确度在95%以上, 在1 km下的近距离计算中基于山基反演数据的直接折射模型优于一次反射模型, 山基反演数据的电波到达角模型优于ECMWF数据模型, 文中创建的两种电波到达角计算模型对模拟两点之间的电波传播路径和真实电波信号的调整接收具有重要指导意义.     

基于BDS/GPS数据的中国及周边地区电离层暴层析成像研究

随着我国BDS的逐步建成,其在电离层监测上的应用也在逐步拓展. 凭借卫星类型多样性的特点,BDS卫星数据在电离层监测上可能比GPS卫星带来更多的优势,但能否改进电离层层析成像结果仍值得进一步研究. 文中基于GPS数据电离层层析算法,把BDS中的地球同步轨道（geosynchronous orbit, GEO）卫星、倾斜地球同步轨道（inclined geosynchronous orbit, IGSO）卫星和中轨轨道（medium earth orbit, MEO）卫星数据与GPS数据融合,对2017-09-07—09电离层暴期间中国及周边地区（15～55°N, 70～140°E）上空电离层进行重构. 首先借助SA418和WU430测高仪数据分别讨论了单星座（GPS）与双星座（GPS+BDS）层析对电子密度反演的精度结果;其次对2017-09-08两个扰动最强烈时段的电离层成像结果,包括电子密度剖面图与总电子含量（total electron content, TEC）分布图进行深入研究. 研究结果表明:BDS卫星数据不仅可以改进垂向精度,还可以提高对电离层异常结构的反演精度,融合了BDS数据的电离层层析技术能较为准确地重构出本次电离层暴期间出现在中低纬度的等离子体泡.     

GPS主要误差源有哪些?(下) 第十一讲

四、与卫星信号传播有关的误差信号在介质中的传播速度可用介质的折射率来表示。折射率的定义是:无线电信号在自由空间中的传播速度与在介质中的传播速度之比。如果无线电信号传播速度(或者说折射率)是无线电信号频率的函数,该介质就是色散的。GPS卫星导航信号的传播速度会受到卫星和接收机之间介质的影响。特别是当信号进入距地球表面大约1000km高度时,大气中充满大量电离子,称为电离层。在大约50km高度时,信号进入对流     

GPS数字中频信号软件模拟器设计与实现

给出可配置高速GPS数字中频信号模拟软件的设计方案,该信号模拟器基于x86平台实现,模拟卫星端信号生成、信道传播模型和接收端的混频、采样过程,生成GPS L1数字中频信号,可以作为实地采集信号的替代,为导航接收机的设计验证工作提供便利.和对现有的软件导航信号模拟方案相比,提出的模拟器具有可配置性强、算法效率高、逼真度良好的特点.     

中国地区高精度电离层行扰监测台网设计

系统地介绍了一个中国地区高精度电离层行扰监测台网，它由满洲里、长春、乌鲁木齐、拉萨、兰州、重庆、新乡、青岛、苏州、喀什、广州、海口和昆明13个观测站组成，成为全国性的电离层扰动特性监测网.该电离层行扰监测台网可用于实时连续监测电离层扰动及其传播，可监测太阳耀斑、磁暴、台风和电离层日变化等使高频无线电信号产生的多普勒频移，对研究电离层中能量传播和耗散等动力学过程有着重要意义.通过接收国家授时中心发射的5 MHz、10 MHz、15 MHz标准授时信号，采用数字信号处理和滤波后，将三路零中频正交I、Q数据传输到计算机，由计算机进行傅里叶变换得到频域数据并实时显示这三路多普勒频移信息，另外还可以监听授时音频信号.观测结果反映了太阳耀斑、日出效应、Es等引起的电离层扰动响应及其对高频(high frequency，HF)传播的影响，可用于电离层扰动的长期监测.     

我国卫星业务发展的现状

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星可分为静止轨道（GSO）卫星和非静止轨道（non-GSO）卫星。非静止轨道卫星又包括低轨道（LEO）、中轨道（MEO）和高椭圆轨道（HEO）卫星。