船载北斗导航接收机标准体系的研究

随着北斗卫星导航系统建设,需要推广北斗导航系统在国内、国际航海领域的应用,需要在国内外建立北斗导航系统船载设备的标准,继而推进北斗在国际海事领域的应用和产业化发展,提升我国海事航海保障能力。本文介绍了北斗海事领域的标准体系,对比梳理了目前卫星导航接收机的性能要求,分析了船载北斗导航接收机标准体系研究的必要性。     

通道非理想特性对导航接收机载波相位测量精度的影响分析

实际物理信道的幅频特性与相频特性会对载波相位估计精度产生影响,以往的文献少有对此问题进行分析。文章建立等效低通滤波器hl（t）为复函数的一般模型,分析了信道特性对于载波相位测距精度的影响;并在实际的导航接收机上进行了验证,实验结果与理论分析的变化趋势吻合较好。分析模型与分析方法可推广用于通道非理想特性对于载波相位零值的影响,进而指导最优信道的设计。     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机

设计了一种基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机. 该接收机主体采用SoCFPGA进行实现,其中HPS上的基于Xenomai的Linux实时操作系统负责系统初始化、任务调度、射频前端驱动、捕获和跟踪环路的控制、位同步和帧同步处理以及定位解算等,而数据采集、卫星信号捕获和跟踪等部分由FPGA实现. 经测试,该接收机中的实时操作系统的任务响应延迟小于15 μs,实时性能够满足北斗/GPS导航接收机对实时性的要求,且接收机的CEP测试结果达到2.290 4 m,能达到定位需求. 此外该接收机能够支持输出差分定位的原始数据及扩展组合导航.     

全数字接收机中的载波恢复算法研究

针对数字信号传输同步接收机的数字化实现，提出了一种载波同步新算法即相位处理载波恢复法，它直接对接收信号的相角进行处理，完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪，理论分析和计算机仿真表明，该算法简单有效，运算量小，便于用DSP器件来实现，适用性强。     

卫星导航信号质量监测系统的现状及设计思路

为解决导航信号质量异常的问题,阐述了GPS和Galileo系统现有卫星导航信号质量监测系统的现状,通过分析导航信号质量异常的核心监测技术和导航信号异常的数学模型,提出适用于我国自主卫星导航系统的信号质量监测系统的设想框架,并设计了工作体制、功能结构和系统组成,为建设卫星导航信号质量监测系统提供研究思路。     

卫星导航融合移动测量实现高精度测试

立得空间信息技术股份有限公司推出其自主研发的定位定姿系统产品,将为国内高精度惯性组合导航及直接空间定位应用需求提供快速、可靠、高效的技术手段,也是国内技术最领先的专业级高精度惯性组合导航产品。     

简易在轨导航卫星钟长稳测试方法

在导航卫星的卫星钟发生器中,按一定频度测量主备卫星钟之间相位差,并将该相位差值作为卫星钟的监测信息,通过无线通道下行发射.在提出的星载卫星钟长稳测试方法中,首先利用地面接收机解调卫星钟的监测信息,然后进行数据处理获得主备卫星钟之间的相位差样本值,最后通过计算得到卫星钟的长期稳定度特性参数.该方法克服了传统方法需要高精度地面时频参考和复杂测试设备的问题,实现了简单、快速,测量精度能满足测试要求.采用该方法对多个在轨导航卫星进行测试,测试结果与对应卫星钟发射前的地面测试结果一致,该测试方法能准确反映在轨导航卫星钟长期稳定度特性.     

一种基于陆基导航的测速测距方法

提出一种陆基导航测速测距的方法。在不依赖惯导前提下,使用时差测距的方法,对飞行物同时进行测距测速,测距时使用信号处理相关峰匹配的方法,同时给出了测速的仿真结果,该测距测速方法得到的测距精度不大于10米,测速精度不大于20米/秒。结果表明,该方法具有足够的精度。     

下一代高效导航卫星信号频谱分析与波形优化

为了使连续相位载波调制的导航卫星信号具备更高的频谱利用率并利于锁相环结构对其捕获与跟踪,在深入分析调制信号频谱的基础上,对导航卫星信号进行了波形优化设计,分别给出了近似重构和解析构造两种方法,仿真结果表明用优化后的波形所调制的导航信号具备更好的功率谱分布,从而更适合下一代全球导航卫星系统.     

Anti-Jamming Algorithm Based on Spatial Blind Search for Global Navigation Satellite System Receiver

A novel subspace projection anti-jamming algorithm based on spatial blind search is proposed, which uses multiple single-constrained subspace projection parallel filters. If the direction of arrival (DOA) of a satellite signal is unknown, the traditional subspace projection anti-jamming algorithm cannot form the correct beam pointing. To overcome the problem of the traditional subspace projection algorithm, multiple single-constrained subspace projection parallel filters are used. Every single-constrained anti-jamming subspace projection algorithm obtains the optimal weight vector by searching the DOA of the satellite signal and uses the output of cross correlation as a decision criterion. Test results show that the algorithm can suppress the jamming effectively, and generate high gain toward the desired signal. The research provides a new idea for the engineering implementation of a multi-beam anti-jamming algorithm based on subspace projection.     

基于精密测量的凸轮机构从动件运动分析软件开发

利用三坐标测量仪和三坐标扫描仪获得了凸轮的实际廓线和凸轮机构各几何参数.以编程语言(VB)和Matlab软件为开发和分析工具,以MatrixVB作为VB与Matlab的接口,完成了凸轮机构从动件运动分析软件的开发,解决了基于MatrixVB的凸轮机构从动件运动线图分析等关键问题.研究表明,所开发的软件系统能对现有凸轮机构进行高精度运动分析,其分析精度能达到从动件位移s±0.00)1 mm、从动件速度v±0.001 mm/s、从动件加速度α±0.001 mm/s2,可以为凸轮机构产品开发提供理论依据.     

时间相关计程仪测速精度的仿真研究

基于回波信号的波形不变性原理，利用维纳一辛钦定理推导出了回波信号的相关函数在峰值的61％处的宽度与船速成简单的反比关系。仿真结果证明：船速越高，相关峰越尖锐，测速误差越小。     

高浓度粉尘测定精度的研究

本文在当前粉尘浓度测定方法的基础上，通过一定程度的实验、精度分析和理论研究，提出了提高高浓度粉尘测定精度的方法及具体的改进措施。     

我国空调房间气流速度测量精度的分析

现代电子工业,医药卫生等行业的发展,以及人民生活水平的提高,促进了空气调节技术的迅速发展和广泛应用。由此,空调房间气流的测试,评价成为国内外学者关注的焦点。国外房间气流的测试仪器已被先进的具有数据分析功能的恒温式风速仪所替代,而国内仍在沿用指针式恒流仪表。本文通过对国内指针式仪表的数字化的研制过程与国外仪表进行分析比较,证实了由于仪表电路的差异,国内仪表存不容忽视的系统误差,精密度较低。气流评价也会因此导致错误结论。最后本文对国内空调界气流测试水平进行了评价,并提出室内微风速测量所必须具备的条件。     

相控阵多普勒测速技术研究

为测出载体对地的二维速度，常规的多普勒计程仪使用3到4个活塞型收发共用换能器形成3－4个独立的指向性波速。这往往需要进行声速补偿，才能保证得到足够的测速精度。在要求对底跟踪深度较大而不得不采用较低的工作频率时，基阵尺寸将急剧增大，不便于安装。相控阵多普勒计程仪采用一个多元平面相控阵形成4个所需的指向性波速，无需进行声速补偿。结果使基阵尺寸显著减小，因而已得到较多的应用。本文从基阵理论出发分析了这类多普勒计程仪的平面相控阵的基本设计思想。文中首先利用复合阵概念分析了等间距线列阵指向性的合成方法，在此基础上给出了相控发射的接收方案，并已经设计和制作了一个包括平面相控阵和硬件电路的试验系统。文中简要介绍了这一系统的组成，也给出了基阵实测指向性和水池测速试验的部分结构。     

基于GPS授时的电影经纬仪野外拍星精度鉴定方法的研究

本文介绍了电影经纬仪拍星精度鉴定的原理及方法,提出了采用基于GPS授时,通过修正形成天文时的方法,以及开发拍星软件,研制出野外联试标校检测仪,实现了外场对电影经纬仪的精度鉴定的自动化。并着重探讨了影响精度鉴定的有关问题。该精度鉴定方法同样适用于其它光电经纬仪的外场标校。     

FPLL型卫星电视门限扩展解调器

本文介绍一种采用锁频锁相环的卫星电视门限扩展解调器的基本工作原理和初步理论分析。本文还给出了一种压控振荡器的实际电路。     

面向区域导航增强的低轨卫星星座设计

部署低轨导航卫星是对现有卫星导航系统的有效补充,是实现导航增强的重要途径。研究了低轨卫星的星座设计问题,面向区域导航增强的应用需求,采用基于椭圆轨道的星座设计方案,利用卫星在椭圆轨道远地点运动速度慢、覆盖区域大、相对地面滞留时间长等特点,提升其对局部区域的覆盖能力。此外,在Flower星座框架下优化每颗卫星的轨道参数,确保其星下点轨迹重复经过重点区域的中心,延长卫星相对于给定区域的过顶时间。有效改善了过顶时间、覆盖重数、空间几何分布等影响导航性能的关键指标。在以北斗3号系统为导航增强对象的仿真对比中发现,在低轨卫星数量相同的条件下,该文的卫星星座设计方案具有更好的导航增强性能。     

一种新的GPS导航卫星选择算法

针对利用全球定位系统(GPS)进行定位导航时对实时性的要求,提出了一种新的导航卫星选择算法。该算法比传统算法的计算量小得多。仿真结果表明,该算法所得出的结果与传统算法很接近,能满足导航定位的实时性精度要求。