卫星时间频率两种传递技术的长期特性比较

GPSTFT (GPS时间频率传递 )和TWSTFT (双向卫星时间频率传递 )技术是目前国际时间频率同步的高精度实用方法。根据国际计量局 (BIPM)时间部 2 0 0 0年时间公报公布的数据 ,用时域分析方法 ,对这两种传递技术的长期特性进行了统计分析和比较。同时介绍了一些明晰的结果。(1)两种传递技术之间的时间同步精度为 2～ 3ns。(2 )取样时间为 2 0天以上时 ,两种传递技术得到的两地UTC时间差的频率稳定度是基本相似的 ,为 3～ 6× 10 - 15。(3)两种传递技术得到的两地UTC时间差的频率稳定度模型由调频白噪声过程到调频闪变噪声过程 ;两种传递技术之间的频率稳定度模型基本是调相白噪声过程 ,长期比对频率同步精度达到 3～ 6× 10 - 16 。     

全新卫星双向时间比对调制解调器设计

卫星双向时间频率传递是目前被广泛应用的远距离高精度时间频率量值传递方法,其核心组成设备是双向时间比对调制解调器.文章介绍了由北京无线电计量测试研究所研制的卫星双向时间比对调制解调器,该设备采用直接序列扩频(DSSS)和二进制相移键控(BPSK)方式完成时间信号的调制,采用快速傅里叶变换(FFT)算法实现对信号的快速搜索和捕获;利用二阶锁频辅助三阶锁相环路达到动态性能和跟踪精度的平衡;采用二阶延迟锁定环(DLL)来实现对码相位的精密跟踪和测量.采用两个1.2m口径天线的双向比对地球站进行短基线卫星双向时间比对试验,试验结果表明当系统工作在2.5MChip/s码速率时,该调制解调器的时间比对精度(标准偏差(1σ))能够达到0.13ns.     

应用亚太地区TWSTFT确定同步卫星位置

基于亚洲及太平洋地区的双向卫星时间频率比对(TWSTFT)链路和多通道时间传递调制解调器(MODEM),提出了一种确定地球同步卫星位置的方法, 并估算了卫星定位的准确度.该方法原理简单,特别是这种定位建立在TWSTFT系统之上,基本上不需要额外的资金投入.     

卫星导航时间传递性能的分析与比较

卫星导航系统本身具有时间传递性能,其时间传递技术包括接收机单点定位授时、两站点卫星共视和基于差分技术的相对时间同步,为分布式电子信息系统的固定站点和运动平台间的时间同步提供了高精度的时间同步手段。本文针对卫星导航多种时间传递模式的原理和性能展开分析,对GPS、GLONASS、GALILEO和Compass的时间传递性能进行对比分析。利用两套具有多系统多星座共视的载波相位时间传递技术的时间传递设备开展了长基线时间传递试验,试验结果表明利用卫星导航能够实现的1000km长基线时间传递的最佳精度可达5ns。     

卫星导航系统时间同步方法分析与研究

阐述了卫星导航系统时间同步技术,即卫星共视法和站间双向时间比对法(TWSTT)原理,详细分析了此方法中影响时间同步精度的主要因素,并给出了减小误差的部分改进措施,最后对两种方法进行了比较。     

用于卫星双向时间传递系统的调制器设计

设计开发了一种用于卫星双向时间传递(TWSTT) 系统的调制器,详细介绍了该调制器 的内部结构和相关算法。采用FPGA和DDS进行硬件实现,并完成系统的仿真测试。该调制器 的中频输出频率为70 MHz,峰值输出功率为-15 dBm。     

车载卫星双向时间同步系统研究

卫星双向时间频率传递技术是高精度时间频率远程比对的基本手段。对设备时延进行校准是获得高精度时间比对的关键。设计了车载卫星双向时间同步系统,描述了系统设备组成、工作原理及各设备的功能特点,并对关键技术的实现进行了分析。设计并完成了同源零基线验证实验。实验结果表明,车载卫星双向时间同步系统时延不确定度在0.4 ns之内,可以完成对卫星双向时间比对链路设备时延高精度的校准。     

罗兰C发播台时频系统在线计量方法研究

本文简要介绍了卫星双向法和卫星共视法两种远程高精度时间频率溯源比对方法, 针对罗兰 C 发播台时频系统核心设备计量校准面临的实际困难,提出了一种基于这两种方法的发播台时频系统在线计量校准方法,通过试验测试验证了此方法的可行性。     

双/多基地雷达系统同步技术

论述了时间同步中最常用的三种同步法：微波／（光纤）双向传递同步法、GPS信号为基准的同步法和卫星链路双向传递同步法。文中分别阐述了各种方法的实现原理,给出了系统框图、系统误差分析以及野外试验数据。     

微多普勒瞬时频率估计算法对噪声的适应性能研究

微多普勒特征提取的关键在于瞬时频率的计算,峰值检测法和一阶时间条件矩法是基于高分辨时频分布的两种瞬时频率估计算法.本文对两种瞬时频率估计算法对噪声的适应性能进行了理论分析和仿真计算,结果表明,当信号受噪声污染后,在一定的信噪比条件下,峰值检测法瞬时频率估计算法对能量分布的变化不敏感,但一阶时间条件矩法瞬时频率估计算法对时频域能量分布十分敏感,因此,峰值检测法较一阶时间条件矩法对噪声具有鲁棒性.实际中雷达接收到的信号都是受噪声污染的,分析两种算法对噪声的适应性能对工程实际应用具有重要参考价值.     

顺轨干涉SAR浅海地形成像建模及其最优雷达观测参数分析

该文基于浅海海流动力模型、波流交互模型、后向散射模型以及Doppler谱模型对顺轨干涉SAR浅海地形成像进行了建模.利用建立的成像模型,在准1维近似的条件下对不同雷达频率、入射角、顺轨基线长度以及极化方式等参数对顺轨干涉SAR浅海地形成像的影响进行了探讨.在成像延时低于海面去相关时间的前提下,高频率、大入射角以及长顺轨基线条件比较适合于顺轨干涉SAR浅海地形成像;而极化方式对顺轨干涉相位变化的影响不大,如果综合考虑信噪比等因素的影响,VV极化仍是顺轨干涉SAR浅海地形成像的首选极化方式.     

短基线时差定位技术研究

由于当前的长基线时差定位系统不能对窄波束辐射源目标定位,提出了短基线时差定位技术。首先推导了短基线时差定位算法;然后分别对长、短基线时差定位系统的定位精度分布进行了仿真,根据定位精度需求对时差测量精度提出了要求,通过仿真分析得出两路信号相关算法已经不能满足该时差精度需求,需要研究新的时差测量算法;最后提出了利用信号载频相位信息求时差的研究思路,为高精度时差测量精度的研究提供了参考,也为短基线时差定位系统的实现提供了技术基础。     

Intentional-overlapping for multicarrier schemes based on user-specific filters

In this study, we introduce controlled overlapping in time and frequency between neighboring symbols in multicarrier schemes to increase spectral efficiency. Conventionally, multicarrier schemes are designed based on Nyquist criterion to avoid inter-carrier interference and inter-symbol interference. Also, the time–frequency lattice and the prototype filter are designed considering the worst-case of time-varying multipath channel. However, this approach ignores to make use of multi-user diversity and leads excessive spacings between successive symbols in time and frequency. Unlike the conventional methods, in this study, symbols are allowed to be overlapped (depending on time–frequency dispersion of their individual channels) as long as the signal-to-interference ratios observed by all users are kept above a certain level. Additionally, in order to achieve more flexibility in packing symbols, user specific filters that have different time–frequency characteristics are utilized. This enables further spectral efficiency improvement in our system design.     

ICI reduction scheme for OFDM system with phase noise over time‐varying channels

For mobile orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, time‐varying channels and random phase noise introduced by the oscillator result in severe intercarrier interference (ICI), respectively, and degrade the overall OFDM system performance. However, the existing ICI reduction methods only aim at a single interference source, i.e. either time‐varying channels or phase noise. Therefore, these methods are not suitable for the actual situation. In this paper, we analyze the spectral property of the transfer function composed of time‐varying channels and phase noise, and propose that the transfer function can be approximated by a finite parameter complex exponential basis expansion model (CE‐BEM). Then, a pilot‐aided minimum mean square error estimation is adopted to estimate the CE‐BEM coefficients in order to reconstruct the transfer function and reduce ICI. Finally, our simulation results show how the proposed scheme would improve the system performance in a time‐varying environment with phase noise. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Ambiguity-function-based techniques to estimate DOA of broadband chirp signals

Various methods are available to perform direction-of-arrival (DOA) estimation for random sources. However, the work on DOA estimation of deterministic sources, such as broadband chirp signals, is quite limited. This paper proposes two novel methods for broadband chirp DOA estimation (BCD), namely the incoherent broadband chirp DOA estimation (BCD-I) and coherent broadband chirp DOA estimation (BCD-C). The proposed methods exploit the time-frequency structure of the chirp signal via the ambiguity function, which converts the absolute time and frequency of the chirp signal into relative time lag and frequency difference. The algorithms can be applied to arrays of any aperture size and arbitrary chirp rate signals. The signal frequency of the source can be higher than the conventional array design frequency, and the number of sources can be greater than the number of sensors as long as the signals are separable in the ambiguity function plane. These methods can be applied to single or multiple chirps with the same or different chirp rates. The performance analysis shows that our algorithms generally provide improvements in the DOA estimation of the broadband chirp sources.     

Search-efficient methods of detection of cyclostationary signals

Conventional signal processing methods that exploit cyclostationarity for the detection of weak signals in noise require fine resolution in cycle frequency for long integration time. Hence, in cases of weak-signal detection and broadband search, problems in implementation, such as excessive computational complexity and storage and search arise. This paper introduces two new search-efficient methods of cycle detection, namely the autocorrelated cyclic autocorrelation (ACA) and the autocorrelated cyclic periodogram (ACP) methods. For a given level of performance reliability, the ACA and ACP methods allow much larger resolution width in cycle frequency to be used in their implementations, compared to the conventional methods of cyclic spectral analysis. Thus, the amount of storage and search can be substantially reduced. Analyses of the two methods, performance comparison, and computer simulation results are presented     

基于“北斗”三号PPP-B2b的定位与时间传递

随着“北斗”三号的建成以及通过GEO卫星进行播发的PPP-B2b信号的公布，“北斗”卫星的定位与定时精度再一次得到提升。为了研究PPP-B2b的定位精度以及时间传递性能，开展了对“北斗”三号的PPP-B2b相关实验。首先选取亚太地区的6个测站静态与动态精密单点定位E(East)、N(North)、U(Up)方向上的误差分析，然后又选取了NTSC与USUD测站进行时间传递稳定度分析。定位结果表明，B1I/B3I组合与B1C/B2a组合的PPP-B2b静态定位E方向、N方向、U方向RMS值分别在4.58 cm, 5.34 cm, 2.2 cm与4.18 cm, 4.97 cm, 2.22 cm, B1I/B3I组合与B1C/B2a组合的PPP-B2b动态定位E方向、N方向、U方向RMS值分别在17.99 cm, 19.41 cm, 12.72 cm与22.47 cm, 21.61 cm, 15.11 cm,两种组合表现出定位精度的一致性。PPP-B2b零基线共钟的时间传递普遍在1 ns内波动，时间传递的STD为0.203,10⁵ s的稳定度达到了5.336×10     

基于水声定位系统的应答器电路设计

采用应答器法的水下定位和导航是目前普遍使用而且可靠有效的手段.本文基于短基线定位系统,研究了以超低功耗的DSP芯片为核心的应答器.本设计采用宽频带的线性调频信号.该装置连续工作时间以及系统时延满足设计要求,运行状况可靠稳定,实现了水下一定范围内的有效应答任务.