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第一届中国卫星导航学术年会

召开年：2010
召开地：北京
出版时间： 2010-05-19

主办单位：中国科学院高技术研究与发展局;中国卫星导航定位应用管理中心

会议文集：第一届中国卫星导航学术年会论文集

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1.INS辅助GPS接收机跟踪环算法研究
- Yuanyi Liu;刘苑伊;Yun Zhao;赵昀;Shengqun Geng;耿生群
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：GPS接收机跟踪算法是接收机的关键技术之一,在很大程度上决定了接收机的性能.在高动态环境下使载波环路保持锁定,就必须增大环路的带宽;环路带宽的增加又使环路引入过多的噪声,当噪声引起的跟踪误差超过跟踪门限时环路便失锁.GPS和INS具有优势互补的特点,将两者组合起来很有必要.本文介绍了GPS接收机跟踪环路的基本结构,并在此基础上设计了INS辅助GPS接收机载波跟踪环路的算法.并且通过仿真验证进行了性能分析,辅助后的仿真结果与跟踪环路相比,不仅可以跟踪机动性较高的载体,而且可以缩小环路带宽,以满足噪声滤除的要求.
2.基于天线阵的GPS抗干扰模块设计与实现
- Zhuang Xuebin;庄学彬;Cui Xiaowei;崔晓伟;Lu Mingquan;陆明泉;Yin Xuming;尹旭明;Feng Zhenming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：全球定位系统(GPS,Global Positioning System)在军事领域得到了非常广泛地应用和发展,其用途包括为军事用户(如精密制导武器PGM,Precision Guided Munitions)提供高精度的定位、导航、授时(PNT, Position,Navigation and Time)等功能.然而由于到达地面的GPS信号非常微弱,使得GPS信号极易受干扰.因此,各种GPS抗干扰技术得到广泛研究,而基于天线阵的GPS接收机,是克服敌方干扰特别是压制性干扰的一种有效措施.本文首先介绍了基于天线阵的GPS抗干扰技术的最新发展状况.之后,论文详细介绍了研制的基于7单元圆形阵和空域自适应处理的GPS抗干扰模块的设计方案与实现过程.本文给出的GPS抗干扰模块完全由模数转换器(ADC,Analog to Digital Converter)和低功耗的现场可编程门阵列(FPGA,Field ProgrammableGateArray)实现,资源消耗小,且该模块可嵌入到传统的GPS接收机中,亦可通过上变频模块实现与传统GPS接收机的最大分离,灵活性好,易于配置.此外,GPS抗干扰模块中空域自适应处理算法的收敛时间小于500us,实时性较好,一定程度上能够克服复杂多变的干扰.论文给出了GPS抗干扰模块的仿真和实现结果,结果验证了该模块的抗干扰能力.下一步工作包括实际场地测试、数据采集和分析、设计和实现稳健的空时自适应处理算法以及干扰信号方向估计算法等.
3.军民兼容卫导终端中FPGA的有效位长截取和滤波抽取
- Pang Chunlei;庞春雷;Lu Yan-e;卢艳娥;Ya Yuguo;严玉国;Yuan Huoping;袁火平
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：在军民兼容GPS接收机中,A/D采样速率取决于军码带宽,民用要求需进行抽取,以有效地节省硬件资源.本文着重分析推导了均匀量化对信噪比的影响、有效字长截取对载噪比和正交性能的影响以及滤波抽取对正交性能的影响,给出了最佳实现方法.GPS卫星信号的实际接收机情况,表明结论正确,能在基本不改变接收机性能的情况下有效地节约硬件资源.
4.卫星导航系统自适应抗干扰软件研发平台
- Wu Renbiao;吴仁彪;Wen Guihong;文贵宏;Liu Haitao;刘海涛
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：介绍了卫星导航系统自适应抗干扰软件研发平台组成与功能.自适应抗干扰平台主要由数据源单元,抗干扰算法单元,捕获、跟踪与定位单元,显示界面单元组成,平台可用于各种GPS抗干扰算法的验证与比较,对GPS接收机的工程实现具有重要意义.
5.GPS完好性监测发展现状与展望
- Bian Lang;边朗;Zhang Lixin;张立新;Zhang Wei;张伟;Meng Yansong;蒙艳松
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展以及用户需求的不断升级,用户对GNSS服务性能的要求越来越高.完好性作为导航服务性能的主要指标之一,也日益受到重视.论文以发展较为成熟的全球导航定位系统(GPS)为处发点,概述了GPS完好性监测的发展现状,介绍了目前GPS完好性监测的主要方法,分析了当前GPS完好性监测的局限性.然后从空间段和地面控制段两方面,对未来GPS系统的完好性监测发展趋势进行探讨.最后得出,应用星上的卫星自主完好性监测(SAIM)技术与基于星间链路(ISL)的星座自监测技术(CSM),将会是整个卫星导航完好性监测系统的重要补充,同时也可以有效地提高卫星导航系统完好性监测的能力.当前我国正在进行第二代卫星导航系统的建设工作,借鉴美国GPS完好性监测系统的设计经验,因地制宜地进行我国二代卫星导航完好性监测系统的建设,将会事半功倍.
6.GPS接收机窄带干扰抑制方法研究
- Zhuang Xuebin;庄学彬;Lu Mingquan;陆明泉;Cui Xiaowei;崔晓伟;Feng Zhenming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：由于全球定位系统(GPS,Global Positioning System)采用了直接序列扩频(DSSS,Direct Sequence Spread Spectrum)的通信体制,其自身具有一定的抗窄带干扰能力.然而,当GPS频段上恶意的敌方干扰或者可能存在的无意干扰(如航空频段上的脉冲干扰)超过干扰容限时,GPS接收机性能将急剧恶化或者无法工作.本文针对GPS接收机的窄带干扰问题,提出了一种基于线性内插滤波器的窄带干扰抑制方法,分析了自适应滤波器引入的观测量误差(包括码相位和载波相位),证明了线性内插滤波器具有固定的观测量误差.此外,在数据域中采用了基于Krylov子空间和多级维纳滤波器(MSWF, Multi Stage Wiener Filter)的降秩方法,可快速地计算出滤波器系数,显著降低了计算量.仿真结果验证了该窄带干扰抑制方法的有效性.该方法同样适用于其他卫星导航系统,如欧洲的伽利略系统(Galileo)以及我国的北斗导航系统(Compass),尤其是位于航空频段上的E5A/E5B信号和B2信号.
7.GPS接收机空时抗干扰技术研究
- SI Dong-xiao;司东晓;YU Bao-guo;蔚保国;XING Zhao-dong;邢兆栋;DENG Zhi-xin;邓志鑫
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：随着干扰技术的发展,GPS抗干扰性能差的缺点日益突出,因此,研究抗干扰方法,尤其是对有效用于工程应用的抗干扰方法的研究,就显得尤为重要.空时二维抗干扰技术是GPS接收机抗干扰技术上的重大突破,是目前最好的一种抗干扰技术,可以将空时二维抗干扰技术应用到GPS接收机中实现抗干扰.本文在给出空时二维自适应滤波模型结构及原理的基础上,通过对自适应约束准则的分析及选择,对不同情况下的空时自适应滤波权值的频率-角度二维谱进行了数字仿真分析,对空时自适应滤波的抗干扰性能进行了算法验证.
8.GPS软件接收机基带信号自适应跟踪方法
- Dong LIU;刘冬;Junren CHEN;程俊仁
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：信号跟踪是在信号捕获的基础上对输入信号的载波和码进行精确同步并保持的过程.跟踪的主要目的是实现本地信号与输入信号的精确复现并长时间保持稳定,这样才有可能解码出长达30s的导航电文.本文对软件接收机的基带信号组合跟踪环路进行研究,提出了一种自适应的组合跟踪环路架构,给出环路中环路选择、PIT调整和环路带宽调整几个环节的控制过程和决策算法.仿真结果表明,自适应跟踪环路能够稳定地跟踪一定动态的卫星信号,跟踪过程保持了较好的性能,且具备一定的灵活性.
9.带限GPS接收机伪码测距性能分析
- Jing Liu;刘婧;Xiaowei Cui;崔晓伟;Mingquan Lu;陆明泉
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：无限带宽假设下理想的GPS接收机伪码测距性能在GPS领域经典的参考书籍中已有记载,但实际GPS接收机伪码测距性能还受到接收机设计的限制.如接收机带宽、采样率、伪码测距的信号处理算法等均会对实际系统的测距性能产生影响.本文分析了GPS接收机带宽受限条件下伪码测距的性能,给出了相干和非相干鉴相器输出噪声归一化方差的表达式.该表达式不要求前端带通滤波前的射频信号所含噪声为高斯白噪声.该表达式不但适用于传统的GPS信号,也适用于部分新一代卫星导航信号,如BOC信号.相干和非相干鉴相器输出噪声归一化方差与前端带通滤波器带宽即接收机带宽、相关宽度、伪随机码功率谱密度有关.固定相关宽度d时,鉴相器输出噪声归一化方差随接收机带宽的增大而单调减小,直至接收机等效基带带宽B＞1/dTc时,鉴相器输出噪声归一化方差随接收机带宽的增大而发生振荡.本文分析了振荡的产生原因为经前端滤波器后伪码跳变点出现的吉布斯现象,指出了相关宽度d和接收机等效基带带宽B的最佳对应关系为d=1/BTc,为实际接收机设计提供了参考.
10.GPS接收机软件调度方法与性能分析及测试
- Guo Yao;郭瑶;Luo Bing;罗兵;Tang Kanghua;唐康华;He Xiaofeng;何晓峰;Luo Yong;罗勇
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：GPS接收机软件主要实现基带相关器的环路控制与导航计算等功能,其调度方法对CPU的利用效率以及输出更新率等影响很大.基于Altera FPGA实现了GPS的L1频点基带相关处理,基于eCos多任务操作系统实现了软件各个功能模块的调度.本文设计了两种线程执行时间开销测试方法,并进行了相互验证.分别分析了基于多任务与单任务操作系统情况下各自的软件调度模型.分析了不同调度模型对CPU利用效率以及输出更新率的影响.实测数据表明,当伪距输出频率为10Hz,定位解算输出频率为5Hz,可见卫星为5颗的情况下,相对于单任务操作系统的接收机,设计实现的基于多任务操作系统的接收机处理效率提高了约1.2倍.研究结论表明基于多任务操作系统的接收机软件调度模型可以提高CPU的利用效率,从而提高数据输出更新率,或增加算法的复杂度.
11.GPS L2C CL码捕获算法研究
- Sun Liang;孙亮;Cui Xiaowei;崔晓伟;Shen Jun;沈军;Lu Mingquan;陆明泉
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：L2C信号是GPS现代化信号之一,目前已在7颗卫星(1、7、12、15、17、29、31)上得到应用.L2C信号捕获算法的研究已越来越受到关注.本文首先简单介绍了L2C信号结构.接着研究了信号中CL码捕获的四种方法.法一为CM码引导捕获.即在成功捕获CM码的基础上进行CL码捕获;法二为重叠舍弃法(overlap and discard),该方法是一种直接捕获方法,利用块FFT技术对CL码进行分段捕获;法三为延长补零法(double length and zero padding),该方法是法二的特例,便于捕获时进行非相干累加以提高捕获性能;法四为折叠法,即在法二的基础上,将参与相关运算的本地码折叠累加在一起,以载噪比的损失换取运算量的减少.最后对四种方法的捕获性能进行了理论分析,给出了不同方法下检测判决量服从的概率分布,并对四种方法的捕获性能与运算量进行了比较,同时研究了积分时间与非相干累加次数对捕获性能的影响.由仿真分析知,在捕获条件相同时,算法的运算量从小到大依次为法一、四、二、三,而法一、法二、法三的捕获性能优于法四.增加积分时间与非相干累加次数可以牺牲运算量为代价提高捕获性能.
12.现代化的GNSS扩频码分析
- ZHANG Tianqiao;张天桥;LU Mingquan;陆明泉
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：对于任何采用码分多址(CDMA)技术的无线电卫星导航系统而言,扩频码的设计都是十分基础而重要的工作,接收机需要利用扩频码来区分来自不同卫星的导航信号.随着卫星导航应用范围的扩大,美国的GPS Ll C/A码的自/互相关性能的不足之处已逐渐显现.近年来随着新一代全球导航卫星系统(GNSS)的建设,具有更好相关性能的扩频码设计成为GNSS现代化中的新亮点.Galileo计划在其E1OS信号上采用伪随机存储码,GPS计划在其新民用信号L1C上采用Weil码.使用这些全新的扩频码可以提高多径效应严重和信号微弱环境下的系统服务性能.本文在深入研究GPS LlC信号和Galileo E1OS信号扩频码特点的基础上,总结出现代化的GNSS在扩频码设计上的新理念:扩频码序列较传统的更长;采用主码与副码相结合的分层结构;提出奇相关/偶相关的概念作为新的扩频码判据等.作者期望通过上述工作,能够为我国的全球卫星导航系统(北斗二代)的信号体制设计和优化工作提供一些参考作用.
13.一种统一的空域空时天线阵抗干扰性能评估方法
- NIE Jun-wei;聂俊伟;ZENG Xiang-hua;曾祥华;LI Min;李敏;WANG Fei-xue;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：天线阵抗干扰性能评估是天线阵研究的基础,对天线阵型设计、自适应算法优化及设备性能测试均具有重要意义.传统的天线阵性能评估方法,以阵列增益作为评价指标,仅评估抗干扰处理模块性能,不能准确反映扩频系统中抗干扰接收机的整机性能,特别是在空时处理条件下,可得出阵列增益提升但整机性能下降的矛盾.本文首先深入分析了扩频系统中空域滤波和空时滤波对阵列增益及解扩后等效载噪比的不同影响,指出采用时域滤波处理时可通过抑制热噪声而获得一定的阵列增益,但这一增益对整机而言毫无意义,甚至会有负面影响,这是上述矛盾出现的根本原因.然后文章从抗干扰接收机最终性能指标出发,提出一种新的统一的抗干扰性能评估方法,该方法以解扩后等效阵列增益为评价标准,可适用于空域、空时天线阵性能评估,对时频域的抗干扰性能评估同样有效.
14.非理想特性通道对MEDLL多径检测虚警的影响研究
- Zhang Kai;张锴;Liu Huicui;刘荟萃;Tang Xiaomei;唐小妹;Wang Feixue;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：多径估计锁定环(MEDLL)是目前性能最优异的多径检测抑制技术之一,其算法原理是用本地参考相关函数的线性变换逼近接收相关函数,变换参数和逼近残差分别是多径参数和多径检测判决量.传统C/A码MEDLL多径检测忽略无多径信号的Q支路相关峰,采用Ⅰ支路相关峰平滑值估计本地参考相关函数.新一代全球卫星导航系统(GNSS)趋向于采用更宽带宽的信号,但由于接收机通道带宽只能容许信号主瓣通过,主瓣内的幅相特性难以准确控制,将造成无多径信号的IQ相关峰变形,仍采用C/A码接收机的本地参考相关函数假设可能导致多径虚警.本文推导了非理想通道幅相特性与IQ复相关峰的关系,指出MEDLL多径检测判决量是Q支路与Ⅰ支路相关峰能量比,其中通道特性造成的Ⅰ支路相关峰畸变不影响多径检测,而非理想通道的等效基带冲击响应中虚部与实部能量比与多径检测判决量近似相等.论文利用某接收机中频滤波器幅相特性数据计算了畸变后的IQ相关峰,计算结果与实测相关峰相符,证明了非理想冲击响应的实虚部能量比与MEDLL多径检测虚警的关系.本文结论可用于约束下一代GNSS接收机通道特性设计.
15.矢量延迟锁定环码跟踪偏差产生机理研究
- Zhibin Xiao;肖志斌;Tang Xiaomei;唐小妹;Pang Jing;庞晶;Feixue Wang;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：矢量延迟锁定环(VDLL)是一种直接跟踪接收机状态(位置,速度和钟差等)进而实现对各路可见卫星信号PRN序列的跟踪的方法.传统GPS接收机中,不同卫星的跟踪相互独立,每路DLL直接跟踪相应卫星信号的PRN序列;而VDLL将各路码鉴相器输出(码跟踪偏差)转化为接收机位置差(包括钟差),利用一个扩展卡尔曼滤波器跟踪接收机状态即可实现对各路卫星信号PRN码相位的跟踪.不同卫星信号到接收机的传输时延(相应卫星到接收机的距离)满足特定的几何关系,它们之间存在相关性,VDLL通过对各路卫星信号传输时延之间相关信息的提取,达到减低跟踪门限的目的;接收机动态主要由用户、卫星以及时钟引入,VDLL通过对接收机动态(包括时钟)的直接跟踪提高了动态跟踪能力.由于理论分析和仿真的复杂性,目前尚未有文献对该算法进行深入分析.本文首次给出了VDLL算法的理论计算结果,发现VDLL算法会导致码跟踪偏差,并通过理论计算和实验仿真验证了该问题.
16.辐射易敏SRAM型FPGA在导航卫星中的适用性实验研究
- Zhou Yongbin;周永彬;Xing Kefei;邢克飞;Wang Yueke;王跃科;Zhang Chuansheng;张传胜
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：利用兰州重离子加速器进行了百万门SRAM型FPGA的单粒子效应实验研究.给出了实验方法、实验流程、实验系统的设计方案以及获得的实验结果.通过实验获得了该器件配置存储器和片内Block RAM的重离子翻转截面;对三模冗余(TMR)、动态刷新等容错机制的有效性进行了实验验证,结合导航任务特点,对SRAM型FPGA的适用性进行分析.
17.运动条件下的天线阵SMI算法性能分析
- Xianghua ZENG;曾祥华;Min LI;李敏;Junwei NIE;聂俊伟;Feixue WANG;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：常规的天线阵自适应算法侧重于研究静态条件下的最优性能.干扰来向变化和接收机平台运动会引起接收机抗干扰性能的恶化,已成为抗干扰天线阵在运动载体(如炸弹、飞机、舰艇、机动车辆)上工程应用的瓶颈之一.本文将干扰来向变化和接收机平台运动统一归算到干扰导向矢量变化,建立了运动条件下的阵列信号模型,给出了阵列输出信干噪比的计算公式.理论分析表明,SMI(样本矩阵求逆)算法性能下降的根本原因在于运动对干扰数量的倍增效应和阵列权值更新的滞后效应.进一步的仿真结果表明,干扰运动的角速度和权值更新速率是影响性能的主要因素,而协方差估计所用的样本数量则影响甚微.对于接收机而言,提高权值更新速率是改善运动条件下接收机抗干扰性能的最有效手段.本文的研究结果对于提高天线阵抗干扰接收机的实用化水平具有重要意义.
18.DS/FH测控信号的多普勒频率跟踪性能仿真分析
- Meng Shengyun;孟生云;Yang Wenge;杨文革;Chen Zhu;陈竹;Lu Weitao;路伟涛;Liu Jia;刘佳
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：针对DS/FH测控信号多普勒频率及其变化率的周期捷变特点,提出一种多普勒捷变辅助跟踪方案.通过多普勒捷变辅助措施,基本消除跟踪环输入的多普勒频率捷变,实现信号频率的良好拼接,保证多普勒频率的良好跟踪和提取.计算机仿真验证了该方案的有效性.
19.导航接收机中基带算法的定点仿真、优化与实现
- Ma Tianyi;马天翊;Cui Xiaowei;崔晓伟;Lu Mingquan;陆明泉;Feng Zhengming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：目前我国北斗系列导航接收机的硬件实现中常包括FPGA与DSP芯片,FPGA常处理定点运算部分,包括各种累加器、FFT单元、译码器单元等.DSP常处理浮点运算部分,包括环路单元、定位解算单元等.浮点DSP速度较慢,价格昂贵,并且给单片集成化设计带来困难.当前北斗系列接收机的架构已经不能满足我国导航产业的发展要求,本文进行了将导航接收机所有功能都集成在一片FPGA或ASIC上的有益尝试.文中首先简要介绍了导航接收机的经典基带算法,主要包括捕获与跟踪算法,并通过仿真,在允许的精度范围内,将浮点数转化为定点数,以及通过运算过程中随时定标来保证精度.随后简要介绍了接收机基带算法在FPGA中的实现,包括系统框架、模块结构、工作流程等,以及实现中的资源复用,流程合并等优化方法.目前采用定点算法的北斗一代导航接收机的各项指标符合要求,正在进行北斗二代导航接收机修改与设计.
20.卫星导航系统监测站覆盖性能分析及布设方法初步研究
- Li Zuohu;李作虎;Hao Jinming;郝金明;Li Jianwen;李建文;Zhao Qile;赵齐乐;Zhang Chengjun;张成军
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：监测站作为卫星导航系统控制段的重要组成部分之一,对系统基本服务功能的提供和各项性能指标的保持都具有重要意义.提出了一种用于监测站覆盖性能评估的模型;基于该模型以GPS为例对单个监测站覆盖性能、站际重叠覆盖性能以及监测网整体覆盖性能进行了实验分析,结果表明该模型可以用于监测站性能评估和布网设计及优化;采用模拟仿真的方法对GPS地面监测站的故障敏感性进行了分析,确定了在整个监测网络中具有重要影响以及能够导致较大完好性风险产生的监测站;最后探讨了监测站的布设方法,给出了一种基于覆盖性能的分期分级布设方案.
21.北斗二代卫星导航系统星地一体化运行管控系统架构研究
- LI Jufang;李菊芳;LONG Yunjun;龙运军;CHEN Yingwu;陈英武;YAO Feng;姚锋
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：卫星导航系统星地一体化运行控制系统就是通过对导航卫星系统进行实时监测、管理和控制,统筹协调空间平台、地面管控资源,实现整个导航卫星系统的自主控制,保障系统的稳定运行.本文参照GPS和Galileo卫星导航系统运行管控技术,运用系统分析、系统建模等技术对卫星导航系统运行管控系统构建提出合理设想,对卫星导航系统星地一体化运行管控系统的系统组成、总体运作流程、子系统功能及其运作流程等进行初步的探讨、分析、设计,构建运行管控系统的基本架构;最后对运行管控系统研发过程中所涉及的关键技术进行初步分析.本文形成了北斗二代卫星导航系统星地一体化运行管控系统的初步系统架构,为运行管控系统的研制和实现提供技术支持.
22.北斗卫星导航系统增值服务与运管探讨
- Liu Yong;刘咏;Wang Xin;王鑫
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：北斗卫星导航系统正在建设,借助导航卫星用于测控服务的有效载荷,发挥导航卫星作为定位基准的独特优势,建立天基标校系统已成为可能;通过地面控制中心的集中统一管理,根据用户单位需求设置相应的技术状态,导航卫星可配合地面测控系统完成标校及设备性能检验工作,从而为测量船的海上作业提供极大便利;测量船作为一个灵活机动的综合测控站,可在海上关键位置为北斗卫星导航系统的运行管理提供重要支持.
23.北斗用户机抗干扰低暴露技术研究
- Li Lin;李琳;Yang Sheng;杨生;Tan ShuSen;谭述森
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：北斗卫星导航系统的建设从历史经验和未来系统高维性能的发展趋势出发,拟定卫星无线电测定业务(RDSS)与卫星无线电导航业务(RNSS)系统内集成方案,实现了导航、通信与识别三者之间的高度融合.为适应现代高技术战争新型作战样式,实现北斗系统功能的用户机必须具有优良的抗干扰抗侦察性能.然而RNSS、RDSS应用存在抗干扰能力弱问题;RDSS应用的全向发射天线还引发了入站信号的暴露隐患.本文针对北斗用户机在复杂对抗、特殊环境下的应用难题,提出适用于RDSS应用的跟踪卫星抗干扰技术和入站波束形成低暴露技术,以及适用于RNSS应用的简单约束抗干扰技术.理论分析和实验结果表明所提出的抗干扰低暴露技术能显著改善北斗用户机的抗干扰抗侦察性能.
24.GNSS软件接收机设计与实现
- Rong Qiang;戎强;Xing Zhaodong;邢兆栋;Wang Ying;王颖
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：GNSS软件接收机(SWRx)对于硬件接收机开发及相关导航技术研究在移植性、灵活性等方面具有特殊优势,本文提出了基于GPS和Galileo系统开放信号(L1/L2C/L5/E1/E5a/E5b)的双模、双频SWRx的设计思路,讨论了SWRx的总体框架和构成,分析了各分系统的任务和功能,综合应用了多通道带通欠采样及数字下变频技术、软件定义的FIFO数据缓存技术、先进的捕获转跟踪技术、先进的多线程并行跟踪技术、基于PIPE的软件控制台技术等关键技术,实现了单频、双模、双频定位.
25.基于子空间技术的常规多波束形成抗干扰算法
- Wang Lei;王磊
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：卫星导航系统(GPS)的很多抗干扰技术是以卫星信号来向估计为基础的,当估计卫星信号来向有困难时,这些算法将失效.本文给出了一种基于子空间投影的常规多波束抗干扰算法.该方法先进行子空间投影抑制干扰,然后在固定方向上采用常规波束形成方法(CBF)形成多个主波束,最后对每个波束得到的无干扰数据进行捕获及定位解算等.该方法的特点是不需要知道卫星信号来向,并且在信号方向上具有一定的天线增益,适用于天线阵元数目少,估计卫星信号来向有困难的应用场景.
26.卫星导航联合空时抗干扰接收机量化问题研究
- Guo Yi;郭艺;沈菲;陈兵
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：量化问题是卫星导航联合空时抗干扰接收机设计的关键问题之一,直接影响接收机的性能.本文从接收信号量化误差、接收机滤波系数和滤波运算中的量化误差等方面进行了深入的研究.分析表明在一定量化条件下,强干扰下的接收信号AD量化位数分析可转换为无干扰时的AD量化问题,从而给出一种强干扰下AD量化位数分析的新途径.创造性地建立一种简化线性系统等效量化分析模型,用来研究在实际实现过程中接收机滤波系数的量化误差和二进制定点运算中的舍入误差对接收机性能的影响.文中通过数字仿真给出了不同抗干扰指标要求下的不同量化要求,得出一些有益结论,这些结论可用来指导实际工程设计.
27.一种基于概略PVT信息的多普勒频率偏移估计算法
- Wang Mengli;王梦丽;Chen Jinping;陈金平
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：长码直捕中,卫星信号多普勒频率偏移估计是提供先验频率信息,减少频域搜索范围的一个重要方面.基于接收机和卫星的概略位置、速度和时间(PVT)信息,提出了一种适用于不同类型导航星和不同用户场景的多普勒频率偏移估计算法.数值计算表明,算法可以将多普勒频率偏移不确定范围压缩4～10倍,即使在用户和卫星PVT误差较大的恶劣应用背景下也能将不确定范围压缩一半,大大减小频域搜索单元数,使长码直捕的时间或功耗相应成倍降低,从而有效地辅助长码直捕的实现.
28.我国全球卫星导航信号设计研究
- Tan shusen;谭述森;Zhou bing;周兵;Guo shengtao;郭盛桃;Liu zhijian;刘志检
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文探讨了我国未来全球卫星导航系统下行导航信号的设计要求,并对在设计过程中的重大原则问题进行了论述,提出了一种关于我国全球卫星导航信号结构的方案.
29.COMPASS导航信号性能评估研究
- Tang Zuping;唐祖平;Zhou Hongwei;周鸿伟;Hu Xiulin;胡修林;Ran Yihang;冉一航;Liu Yuqi;刘禹圻;Zhou Yanlin;周艳玲
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：卫星导航信号体制决定了导航系统的先天性能,是系统设计和升级过程中必须考虑的关键因素之一.本文提出了卫星导航信号体制的性能评估方法,并评估了COMPASS信号的性能.该评估方法包含了精度、抗干扰、抗多径、兼容性四个方面的内容,分别采用了Gabor带宽、解调抗窄带/匹配谱干扰品质因数、跟踪抗窄带/匹配谱干扰品质因数、多径误差包络、连续平均多径误差包络、谱分离系数、谱安全指数等指标来刻画这些方面的性能.基于我国对外公布的最新信号体制框架,将COMPASS信号体制和GPS、Galileo信号体制进行对比分析.分析结果表明:对于民用信号,COMPASS的性能最佳;对于授权用户,COMPASS的精度、抗多径能力和GPS、Galileo相当,但抗干扰能力低于GPS和Galileo.这意味着COMPASS系统在未来的特殊条件下处于劣势.最后,给出了信号体制优化的建议.
30.BPSK-R信号与BOC信号码跟踪性能分析及比较
- He Zaimin;何在民;Hu Yonghui;胡永辉;Wu Jianfeng;武建锋;Ma Hongjiao;马红皎;Wang Jigang;王继刚;Wang Kang;王康
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：S曲线源于自相关函数,它是早迟码间距和信号到达时间误差的函数,能用来判断码跟踪环路的性能,分析了射频前端带宽与BOC信号自相关函数的关系,研究了射频前端带宽和早迟码间距对S曲线的影响.仅仅利用S曲线来对码跟踪环路误差进行定性地分析是不够的,为了进一步研究码跟踪环路误差的精确表达式,在规范的TOA误差估计模型框架下,采用非相干延时码跟踪锁定环,通过建模和推导,得到了非相干延时锁定环理论计算的码跟踪误差与射频前端带宽、早迟码间距、载噪比、积分时间和码环路带宽之间的关系表达式,从而定量地分析了非相干延时锁定环的码跟踪误差.最后对BPSK-R信号和BOC信号的码跟踪误差性能做了比较,通过比较发现,BOC信号的码跟踪性能优于传统的BPSK-R信号,在相同的码跟踪精度条件下,BOC(10,5)比10.23MHz BPSK-R信号所需要的载噪比低7dB左右,比1.023MHz BPSK-R信号低15dB左右.
31.导航卫星多路信号恒包络调制技术研究
- Wang Lu;王璐;Liu Chonghua;刘崇华;Han Zhigang;韩治刚;Dong Haiqing;董海青
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：现代化的导航系统需要在一个频段发射多路导航信号以提高频谱利用率.直接组合的复合信号不是恒包络信号,在通过饱和状态的高功率放大器时会产生失真,从而影响系统性能.为了解决这一问题,需要对多个导航信号进行恒包络调制处理.目前现有的常用的恒包络处理方法有三种:数学上等效的互复用方式(Interplex)及相干自适应副载波调制方式(CASM),多数表决方法(Majority-Vote),联合表决方法(Inter-Vote).本文对现有的这些恒包络调制处理方法进行了调研分析,以关联功率损失来表征所采用的某种多路恒包络算法的优劣,并以GPS的L1信号为例,分别给出了在各功率分配比条件下,采用三信号、四信号、五信号的最优恒包络调制方案.该项技术的研究对未来我国导航系统恒包络处理算法研究具有很重要的参考价值.
32.卫星导航电文设计分析
- Chen Jinping;陈金平;Wang Mengli;王梦丽;Li Baodong;李保东
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：导航电文是导航卫星信号的重要组成部分之一,其设计方案的优劣将直接影响系统的时效性、完整性、灵活性、可靠性、可扩展性等服务性能以及用户使用成本.本文分析比较了GPS、GALILEO以及GLONASS等系统各种导航电文的设计及其在数据内容、编码性能、编排结构以及播发方式等方面的现代化改进措施.分析表明,导航电文的现代化改进措施使系统服务性能得到进一步改善且更便于用户使用.特别是在纠错码、校验码以及交织码相结合的多重差错控制方案,帧结构与数据块结构相结合的电文编排方式,星间、频间电文交叉播发方式等方面的设计,对我国COMPASS系统导航电文设计有重要参考意义.
33.卫星导航信号系统间干扰性能的评估与分析
- Zhang Jian-jun;张建军;Lu Xiao-chun;卢晓春;Yuan Hong;袁洪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是Galileo和Compass计划的提出,研究导航系统间的干扰,使多系统既能独立工作且相互之间的干扰降至最低的性能日益受到重视.本文根据导航信号以及码/载波跟踪特性,提出基于频谱隔离系数的等效载噪比性能评估指标,研究导航信号在捕获和跟踪阶段的分析方法与数学模型,使其能真实全面的反映导航系统间的干扰程度.利用所提方法对GPS与Galileo、Compass系统L1波段信号之间的干扰进行分析,验证了该方法的准确性.
34.一种微惯性/软件接收机超紧组合方案研究
- Gao Peng;高鹏;Yan LiWei;闫立伟;Fu Li;富立;Wang LingLing;王玲玲;Guo ZhiYing;郭志英
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：为了提高软件接收机的抗干扰能力和动态适应性,提出了一种基于微惯性测量组件和软件接收机的两级非线性超紧组合方案.在分析软件接收机跟踪环路非线性特性以及微惯性测量组件非线性的基础上,提出了非线性跟踪环路滤波器和非线性组合滤波器的设计方法.利用跑车实验数据,对该微惯性/软件接收机超紧组合性能进行了仿真试验验证.试验结果表明,在即时码I/Q信号相关值较弱的情况下,微惯性导航系统辅助的超紧组合跟踪环路仍保持较高的跟踪精度.
35.多径环境下天线性能对GPS载波信号的影响
- Zhang Yong Hu;张勇虎;Zhou Li;周力;Ou Gang;欧钢
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：分析了多径环境下天线性能对GPS载波信号精度的影响.建立多径信号的简单数学模型,分析多径环境下天线的轴比等指标对接收机载波相位的影响,从而确定天线指标与载波相位误差之间的关系,为导航接收机天线设计提供依据.
36.国产双频测地型GPS接收机的实现及其性能
- Wang Yongquan;王永泉;Zhang Wenqiang;张文强;Sun Guoliang;孙国良
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文介绍了具有自主知识产权的双频高精度、测地型GPS接收机的实现方法以及相应的性能指标.该接收机的核心板的实现是基于通用射频器件、具有DSP功能的低成本FPGA和ARM9微处理器.其主要性能与采用进口OEM板卡的测地型GPS接收机进行了各项比较.通过各种环境下短、中、长距离的比较试验表明,接收机的动态精度和初始化时间等指标优于同类型的主流产品.本文的成果,对于北斗二代测地型接收机的研制具有积极意义.
37.基于周期重复CLEAN的GPS抗干扰算法
- Lu Dan;卢丹;Wu Renbiao;吴仁彪;Wang Lei;王磊;Hu Tieqiao;胡铁乔;Sun qingyu;孙擎宇
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文联合C/A码周期重复特性和CLEAN算法,提出了一种二级处理的周期重复CLEANGPS抗干扰算法.该算法首先采用子空间投影技术抑制干扰,然后利用CLEAN技术估计卫星信号来向,从而在卫星信号方向形成增益,计算简单,卫星信号方向估计不受阵元数的限制.仿真结果和实测数据实验表明了本文所提出的算法的有效性.
38.卫星导航定位多径信号极化状态分析
- SUN Li;孙莉;ZHOU Li;周力;LI Baiyu;李柏渝;OU Gang;欧钢
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文基于菲涅耳公式垂直极化波和水平极化波的反射系数,推导分析了圆极化来波信号反射波的极化状态,结果表明反射波的极化状态是随入射角度的改变而发生变化的.卫星导航信号采用的是右旋圆极化方式,其多径信号一般是地面和墙壁的反射波.针对卫星导航定位的应用场景,即干地面和湿地面两种情况,给出了卫星导航定位多径信号极化状态发生改变的入射角度,其相差12°.本文进一步分析了存在地面和垂直墙壁两种反射情况下,影响导航定位精度的多径信号轴比和极化旋向随天线入射角度的变化,天线天0°到25°、水平0°到水平以下25°入射的多径为右旋圆极化.在卫星导航定位应用中,本文对卫星导航定位多径信号极化状态的分析结果,可以作为抑制多径的单天线增益方向图的设计指导,并可作为抑制多径效应的定位解算选星仰角范围的依据.
39.基于同态滤波的GPS空时自适应处理补偿技术
- Wu Renbiao;吴仁彪;Xu Rulan;徐如兰;Lu Dan;卢丹
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：GPS系统工作在有干扰的环境中时,近处干扰与远处卫星间巨大的功率差异导致GPS信号的扩频增益不足以抵抗干扰的影响.空时自适应处理技术已成为GPS接收机抗干扰研究的热点,相比于空域自适应阵列处理可以有更多的抗干扰自由度,消除多个强的宽带干扰及近场的宽带干扰多径.但是由于空时自适应处理的结构使之在处理带宽上不能有一致的频率响应,造成GPS信号的相关函数的相关峰产生畸变,降低接收机的定位精度.本文分析了空域与空时域自适应阵列处理抵抗干扰的性能,对空时自适应处理的原理及影响卫星信号的原因进行了研究,为了恢复出期望的卫星信号,提出一种基于同态滤波均衡原理的方法,补偿由空时自适应处理造成的对卫星信号的影响.最后,通过仿真实验验证了提出方法的可行有效.
40.GPS半无码跟踪技术仿真与性能分析
- Huang Jing;黄静;Yao Zheng;姚铮;Lu Mingquan;陆明泉
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：基于Matlab环境建立了GPS系统仿真平台,在该平台基础上,利用Z跟踪技术实现了L2载波相位的半无码跟踪,通过蒙特卡洛方法,对不同载噪比下W码误码率、L2信号初始同步的成功概率以及Z跟踪下的载波相位测量精度进行了统计分析,并讨论了捕获和跟踪过程中预检测积分时间长度对半无码接收机性能的影响.结果表明,该仿真平台可以为双频GPS接收机设计中的半无码技术研究提供有效、可靠的帮助.
41.一种延长弱信号环境下载波环平均周跳时间的方法
- Wang Jianhui;王建辉;Mou Weihua;牟卫华;Ou Gang;欧钢
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：弱信号环境中,一般需要通过延长积分时间来提高信噪比,但用户机与卫星的相对动态和导航电文等因素限制了积分长度,因此弱信号条件下信噪比一般也较低,低信噪比下载波跟踪环的平均周跳时间较短.本文分析了白噪声引起周跳的三个主要原因,并提出了一种延长平均周跳时间的方法.载波跟踪环的Matlab仿真结果表明,使用本文提出的抑制周跳方法可以有效延长平均周跳时间.
42.码相关参考波形技术在BOC信号接收中的多径抑制性能研究
- Liu Huicui;刘荟萃;Ni Shaojie;倪少杰;Zhang Kai;张锴;Wang Feixue;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：因具有良好的频谱复用性,近年来BOC信号被包括GPS和Galileo在内的多个GNSS系统采用,与BPSK信号一起播发.但是由于BOC信号的自相关函数具有多个相关峰,因此许多已有的多径抑制技术在BOC调制体制下性能下降.码相关参考波形(CCRW)技术作为一类通过改变本地参考信号波形来改善多径抑制性能的技术在GNSS BPSK信号接收机中得到了广泛的应用.本文将四种CCRW技术应用于BOC信号(以BOC (2n,n)信号为例)接收中(其中两种技术为首次在BOC信号接收机中应用),并对其多径抑制性能进行了仿真;本文提出了基于多径误差包络的三种评估准标,并以此为衡量指标比较了几种CCRW技术的多径抑制性能,从中得到若干有益的结论.分析结果表明:在已有的各类CCRW技术中,W2 CCRW技术在应用于BOC信号接收时的性能相对较优,且相比传统的窄相关技术性能提升明显;但由于W2 CCRW技术的本地参考信号波形仍是针对BPSK信号而设计的,因此其在应用于BOC信号接收时的性能仍然劣于其在应用于BPSK信号接收时的性能;尽管如此针对BOC信号的特点来设计本地参考信号波形仍然为提高BOC信号接收机多径抑制性能提供了一种可行思路,需要在将来的工作中不断完善.本文得出的结论为针对BOC信号接收机的多径抑制技术设计提供了指导方向.
43.Galileo L1 OS信号捕获算法改进
- Gao Yang;高扬
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：伽利略卫星定位系统L10S信号伪码周期为4ms、信息速率为125bps.相对于传统GPS信号,其伪码周期更长,信息速率更高,因而位过渡比特反转情况更加频繁,这将给捕获过程造成了困难,而非相干积分累加方法在此并不适用.在发挥信号4ms相干积分的高增益、高精度优势的同时,为了有效地对抗位过渡的影响,使捕获概率更高,需要提出新的对抗位过渡影响的算法.针对该问题,本文从数学上分析了位过渡对捕获结果的影响,针对该影响的特性,将码相位并行搜索FFT算法与多普勒频率并行搜索FFT算法结合使用,提出一种混合式捕获方法,来有效对抗位过渡的影响.
44.基于FIR抽取滤波器和FFT的GPS信号捕获算法
- Wang Wei;王伟;Chen Pei;陈培;Fang bao dong;方宝东;Chi zhong ming;池忠明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本篇文章介绍了一种新的基于FIR抽取滤波器和FFT的GPS信号捕获算法.该方法在数字中频信号完成载波剥离之后采用FIR抽取滤波器对信号进行频率抽取,然后通过基于FFT的频域相关完成信号捕获,从而确定C/A码相位和载波频率.文章通过建模仿真,给出了该方法与传统FFT捕获、平均相关捕获方法的性能比较.仿真结果表明相对没有经过频率抽取的一般FFT捕获方法,该方法可以减小计算量,提高信号捕获速度,与此同时,接收信号和本地C/A码的最大相关值会有10％的损失.相对平均相关捕获方法,最大相关值平均提高幅度可达到30％.
45.新型军用M码信号捕获算法
- Li Cheng Jun;李成军;Lu Mingquan;陆明泉;Feng Zhengming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：新型军用M码信号的部署和应用是GPS现代化军事部分的核心内容,将替代传统的P(Y)信号,成为未来美军主要的军用导航信号.该信号采用了偏移载波调制(BOC)和时分复用(TDDM)等多种新技术,这使得M码信号同传统的GPS信号具有完全不同的信号结构.为了充分利用GPS M码信号特性来提高抗干扰的性能,接收机的设计面临着多种挑战.首先,由于采用BOC调制,使得GPS M码信号的自相关函数呈现多个相关峰,必须设计新的捕获算法来避免误捕到副峰上;其次,M码信号采用奇偶数码片TDDM的方式,奇数码片调制导航电文(数据通道),偶数码片不调制导航(导频通道),如何利用导频通道来提高捕获性能.本文针对M码信号这两种特性设计了新的捕获算法,该算法利用边带滤波方法消除了BOC信号自相关函数多峰对捕获性能的影响,同时偶数码片利用长相干积分时间提高捕获性能.仿真实验结果表明该算法比传统单边带捕获算法95％捕获概率所需的最低信噪比减低5.4dB,比传统双边带捕获算法95％捕获概率所需的最低信噪比减低3.6dB.
46.新一代GPS卫星抗干扰性能分析
- Liang Gaobo;梁高波;Chen Yuanyou;陈元友;Xie yunpeng;谢云鹏
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：在现代信息化战争的条件下,GPS能全天候地在全球范围内提供精确的PVT(位置、速度、时间)信息,其重大意义是不言而喻的.从海湾战争、阿富汗战争到伊拉克战争,美军已将GPS广泛应用于诸多军事领域,包括为陆海空各类机动平台导航定位、为巡航导弹和精确制导炸弹精确制导、为野战或机动部队定位及指引求援行动等.由于GPS在军事上广泛深入的应用,使得对GPS的干扰与反干扰正逐步成为现代战争中的重要组成部分.为此,美国军方实施了GPS现代化计划,以极大地提高其军事导航能力,确保其战场信息优势.根据该计划,GPS BlockⅡR-M、BlockⅡF卫星将在原有信号基础上增加发射新的军用M码信号,而GPS BlockⅢ卫星还将采用M码点波束技术.本文通过对新一代GPS卫星信号特性进行理论分析,重点研究了M码信号的捕获跟踪原理,仿真分析了单载波干扰等不同干扰信号存在时M码信号的抗干扰性能.
47.导航卫星功放线性化的预失真算法研究
- Cheng Cheng;程成;Hu Zexing;胡泽鑫;Liang Xuwen;梁旭文
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：在导航卫星应用中,为了提高系统容量,多采用多载波体制和高频谱利用率的非恒包络调制信号,由此导致通信信号具有非常高的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio PAPR).高峰均比的信号要求功放具有非常大的线性范围,需对功放进行预失真处理.本文分析了RLS算法和LMS算法在多项式预失真应用的现有缺点,提出了变步长的LMS算法在自适应预失真的应用方案.计算机仿真结果表明,相对传统的自适应预失真算法,改进型的变步长LMS算法具有更快的收敛速度.
48.CAPS导航天线分析与设计
- Pang Feng;庞峰;Shi Huli;施浒立;Ke Shuren;柯树人;Sun Xiyan;孙希延;王晓岚
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：CAPS(中国区域卫星导航系统)目前主要采用同步轨道卫星和小倾角倾斜同步轨道卫星,因此,其星座结构布局的特殊性决定了CAPS导航天线在没有跟踪系统的条件下,其设计不同于传统卫星导航系统(如GPS、GLONASS等)天线设计.本文根据CAPS星座布局和信号极化特性,从CAPS天线赋形波束设计、增益预算、极化要求等几方面对天线性能参数进行分析,并以这些参数为依据,设计了符合天线使用要求的四臂螺旋天线,并用专业仿真软件进行了优化设计,给出了四臂螺旋天线的方向图、轴比、驻波系数、增益和结构参数,仿真结果和试验测试证实了该天线方案的有效性和可行性,完全满足CAPS导航天线的设计要求.
49.导航星座基带记录仪的设计与实现
- CHEN Pei;陈培;WANG Sheng;王盛;HAN Chao;韩潮
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文设计并实现了一个导航星座基带信号记录系统,能在多种采样速率下将GNSS基带中频数据进行实时存储.该系统的射频前端可以支持GPS/GLONASS/Galileo/Compass多种星座的L1频段信号.该系统的数据处理平台是在PC机上开发的,通过自行开发的一套数据流软件工具,将几种开源GNSS软件接收机和自行开发的GNSS信号分析软件工具集成在一起,能实现基于FFT的GPS信号捕获功能、GPS信号跟踪环路、GPS定位功能、载噪比分析功能、功率普密度等离线信号分析处理功能.最后,通过试验数据验证了整个系统实现的功能.
50.GNSS抗干扰方法研究
- Luo Xian-Zhi;罗显志;Wang Yao;王垚;Zhang Zhi-Xing;张志新;Deng Zhi-Xing;邓志鑫
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：发达国家已将导航干扰与抗干扰研究上升到导航战高度,一方面进行GPS卫星星座和信号传输体制的改进,另一方面提高接收机的抗干扰性能,并制定了导航系统现代化时间表和路线图.在对目前GNSS导航信号脆弱性和导航抗干扰手段综合分析的基础上,本文研究了自适应阵列天线、抗干扰新型信号体制、点波束和空基伪卫星组网增强等多种适用有效的抗干扰手段.
51.北斗全球导航系统(COMPASS)标准国际化的一点思考
- Qin Zhi;秦智
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：随着国家北斗(COMPASS)从区域系统实施向全球系统的规划部署及技术攻关和应用产业化步伐,需要尽快考虑原区域系统未涉及的全球民用系统的标准化和规范化问题;以便涉及全球一致的航空、航海等制造和应用部门,尽早根据COMPASS系统特点,确定其应用需求;并在兼容和互操作的原则下取得成果并融入国际民航组织、国际海事组织等的标准和规范文件及相关指导材料中.本文初步指出了标准国际化的重要性,北斗标准国际化工作面临的形势及国际民航组织新GNSS系统标准化程序;针对性提出了需要COMPASS设计、研制、实施、运行、和应用单位共同合作,尽早发挥国家联合力量开展研究的初步思考和建议、希望能在COMPASS全球系统建设中、确立标准先行、及时追赶并确立COMPASS国际地位,避免在国际标准制订中的被动局面.
52.基于模型可移植性规范的导航系统性能仿真研究
- HOU Hong-tao;侯洪涛;Zhou Hong-wei;周鸿伟;Zhang Hong;张洪;LI Qun;李群
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：卫星导航系统性能仿真主要用于卫星导航系统服务段的性能仿真与评估分析,是导航大系统指标分析和关键算法验证的重要组成部分,对降低系统技术风险、减小系统建设成本具有显著指导意义.分析了卫星导航系统的基本特点和需求,研究了面向导航系统性能分析的仿真方法,提出了基于可组合仿真的导航系统运行框架和模型集成框架,建立了基于仿真模型可移植性规范(Simulation Model Portability,SMP2.0)的卫星导航仿真系统的应用架构.该架构包含导航系统模型设计、开发、集成、运行和试验分析,涵盖了导航系统可见性、覆盖性、几何、导航精度因子(Dilution of Precision,DOP)、导航系统精度(Navigation System Precision,NSP)及其关联指标——连续性和可用性等大系统性能指标的仿真分析.最后,基于此方法采用GALILEO系统相关想定数据对其导航性能指标进行了仿真和试验分析.结果表明,本文所提方法和技术框架能够满足卫星导航系统仿真的特殊需求,同时也验证了基于SMP2.0方法的合理性和可移植性.
53.基于码多普勒补偿的微弱GNSS长码快速直接捕获算法
- LI Hong;李洪;ZHOU Hui;周辉;LU Mingquan;陆明泉;FENG Zhenming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：为提高全球导航卫星系统(GNSS)的抗干扰能力,要求在不借助于短码辅助的情况下对长码进行直接捕获.传统长码直接捕获算法针对的是正常接收信号.当信号被遮挡或干扰以后将变得十分微弱,此时已有算法将面临严峻挑战.为此,本文提出了一种基于码多普勒补偿的长码捕获算法.该算法根据所搜索的载波频率格进行码多普勒补偿,可以大大延长预检测积分时间从而改善捕获性能.仿真结果表明,新算法能有效减小码多普勒影响,在相干积分时间为1ms非相干累加次数为300情况下,捕获灵敏度可达-183dBW.
54.BOC调制的带限复信号采样技术
- Liu Yingxiang;刘瀛翔;Tang Xiaomei;唐小妹;Zhang Kai;张锴;Wang Feixue;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：为了满足导航战的要求,GPS、Galileo、COMPASS系统新信号体制中的军码信号都采用了BOC调制.BOC调制通过将信号的频谱搬移至中心频点的两侧,减小信号间的相互干扰,但这同时也给BOC信号接收机的采样带来了新的挑战.BOC调制相比BPSK调制具有更宽的信号带宽,因此需要更高的采样频率,且BOC调制的分裂谱特性使得传统采样技术的"效率"较低,即信号的主瓣仅占据部分的采样频段.为了解决传统采样技术应用于BOC信号时在采样频率和效率方面的问题,论文首次提出了BOC调制的带限复信号采样技术.论文在介绍其原理后,分析了应用带限复信号采样时BOC调制的参数和采样率需满足的条件,最后以Galileo EI-A信号接收机为例说明了该方法在两种情况下的应用.分析结果表明,BOC调制的带限复信号采样技术以牺牲有限的码跟踪性能为代价极大降低了系统的采样率,这对军用接收机降低系统功耗和减少硬件资源具有重要意义.
55.基于GNSS信号极化特性的多路径分析
- Sun xiyan;孙希延;Ji yuanfa;纪元法;Pang feng;庞峰
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：本文在对GNSS卫星信号反射机理进行了综合分析的基础上,从影响信号反射的相关参数方面分别对GPS和CAPS卫星信号的多路径误差进行分析,仿真说明CAPS多径误差比GPS更加严重.建立了多径误差数学模型,从理论和仿真角度分析多径对码和载波跟踪精度的影响.最后对GNSS多路径误差抑制或消除技术前景进行的预测和建议.
56.模块化动态可重组多模导航信号捕获算法的实现
- Zong Zhulin;宗竹林;He Chun;何春;Lu Yongcai;陆永彩
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：结合多模卫星导航信号自身的特点以及功能需求,按照模块化的设计思想进行功能划分,以模块功能为单元组成多模导航信号捕获系统.通过对软件的体系结构设计,以及系统重组中的关键技术问题的实现,设计了模块级的可重组多模导航信号捕获系统,实现了各个软件模块间的数据交换、任务调度、资源分配、协同处理等,同传统的多模导航信号系统相比,该系统具有更好的兼容性、可靠性及灵活性.
57.一种基于MLBT的变换域窄带干扰抑制技术
- HUANG Guo-sheng;黄国胜;LI Zu-hua;黎族华;YI Zheng-rong;易争荣;SHUAI Tao;帅涛;ZHU Zhen-cai;朱振才
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：为了增强卫星导航系统在日趋复杂的电磁环境下的生存能力,同时尽可能地减小系统的资源消耗,本文提出了一种基于双向正交重叠变换(MLBT)的窄带干扰抑制技术.在双向正交条件的约束下,该方法不仅具有完全可重构特性,从而有效地避免对有用信号造成失真;而且其正变换的原型滤波器可以自由设计,因此可获得任意高的旁瓣抑制,使干扰能量被限制在尽可能少的频带上.仿真结果表明,在相同的变换长度下,该方法的性能明显优于基于调制重叠变换(MLT)的方法;当干扰能量较小(S/J＞-50dB)时,其性能与基于重叠加窗DFT(Harm窗)的方法相近;而当干扰能量较大时,其性能稍差.在实现上,MLBT具有基于DCT-IV的快速结构,与基于重叠加窗DFT的方法相比可获得更低的运算复杂度,如当变换长度N=1024时,该方法可节省18.8％乘法运算与47.3％加法运算,且随着变换长度的增加,运算量的节省比例将进一步增大.
58.一种用于BOC(1,1)信号的无模糊跟踪方法
- Zhou Yanling;周艳玲;Hu Xiulin;胡修林;Tang Zuping;唐祖平;Liu Yuqi;刘禹圻;Zhang Xiangli;张祥莉
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：二进制偏移载波(binary offset carrier, BOC)调制具有分裂频谱和较窄的相关函数(autocorrelation function, ACF)主峰,将广泛应用于未来的全球卫星导航定位系统中.但由于BOC信号的自相关函数存在多个副峰,导致信号在捕获跟踪过程中可能存在模糊度,所以BOC信号的准确跟踪对传统接收机提出了新的挑战.本文根据BOC(1,1)信号自相关函数的特点,针对其提出了一种新的无模糊跟踪方法,该方法使用BOC(1,1)信号的自相关函数和自相关函数的绝对值(absolute value ofACF, AACF)的组合代替传统相干超前减滞后跟踪环路中的各路相关输出,环路无需额外增加相关器和滤波器,结构简单.该方法完全消除了BOC(1,1)相关函数的副峰,解决了BOC(1,1)信号的跟踪模糊问题,并且保留了其自相关函数的尖锐主峰,从而保证了其较好的跟踪精度.本文通过仿真分析了该方法在无模糊和跟踪精度方面的性能.
59.正交复用BOC调制及其多路复合技术
- YAO Zheng;姚铮;LU Mingquan;陆明泉;FENG Zhenming;冯振明
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：随着中国第二代卫星导航系统建设进入实施阶段,研发自主的调制方式及多路导航信号复合技术成为导航信号体制设计的紧迫任务.在确保与国外其他卫星导航系统实现兼容于互操作能力的前提下,提出了一种全新的MBOC调制时域实现方式——正交复用BOC(QMBOC)调制,并给出了这种调制信号的匹配接收方案.作为MBOC调制的一种新的时域实现形式,QMBOC信号具有与GPS和Galileo所使用的TMBOC和CBOC信号相同的频谱,同时消除了CBOC信号自相关函数中存在互相关项的问题,使得QMBOC信号无论在极性选择还是功率分配上都更加灵活自由,且匹配接收机的复杂度与CBOC情况相当.同时,提出了两种多路复用方式,可将QMBOC调制信号与同频点其它信号以恒包络形式组合.且具有较高的复用效率.可以为我国自主GNSS信号体制设计和优化提供了一种可行的参考方案.
60.Galileo系统E5频带AltBOC与QPSK调制比较
- Qin Changlu;秦长路;Lv Jing;吕晶;Li Yangzhi;李仰志
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：Galileo卫星导航定位系统的E5频带信号调制有两种方案,第一种方案以E5a和E5b为两个频带的信号分别调制形成两路QPSK信号,其对信号射频设备的要求很高.为了改善信号的质量,第二种方案通过采用一种称为AltBOC(交替BOC)的调制方式将E5a和E5b信号调制到同一个载波E5上,成为一个单独的宽带信号.文中首先给出了它们各自的实现原理,然后通过仿真比较了AltBOC方案与方案一中传统QPSK调制方式经过非理想载荷后的失真参数,特别是对码相位一致性的影响,以阐述两种方案性能上的优劣.
61.结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究
- Liu Zujun;刘祖军;Yi Kechu;易克初;Tian Bin;田斌;Tian Hongxin;田红心
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：卫星导航信号由于其本身的"脆弱性",很容易受到干扰而失效.为此我们提出一种结合LDPC信道编码的卫星导航信号传输新体制.在卫星导航信号中加入LDPC编码,保持原有导航电文帧结构、信息速率、扩频码速率不变,在不采用其他抗干扰措施时,也可获得10dB以上的抗干扰性能改善.另外,导航信号中加入LDPC编码,在接收机中采用迭代载波跟踪,可提高载波相位估计精度,从而提高导航定位精度.并且,采用迭代载波恢复可以提高接收机在高动态环境下的适应性和导航定位精度.
62.卫星导航信号抗单频干扰性能研究
- Liu Yu-qi;刘禹圻;Hu Xiu-lin;胡修林;Tang Zu-ping;唐祖平;Ran Yi-hang;冉一航;Zhou Yan-ling;周艳玲
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：单频干扰会导致伪码跟踪误差,而不同信号体制的卫星导航信号受单频干扰的影响不同.目前针对此问题的分析都是在相关器输出处干扰分量为高斯分布以及伪码频谱为连续谱的前提下进行的.当卫星导航信号采用短周期伪码时,高斯假设不再成立,且不能忽略伪码谱线的影响.本文考虑伪码谱线影响,基于非高斯假设导出了单频干扰下采用非相干鉴别器延迟锁相环的码跟踪误差上界的解析表达式,该误差上界和伪码序列以及码片脉冲赋形直接相关.同时本文提出将该误差上界用于评估卫星导航信号的抗单频干扰性能,并指出采用窄相关技术,可以减小单频干扰对伪码跟踪带来的影响.在上述基础上,针对目前采用BPSK(1),BOC(1,1)和MBOC(6,1,1/11)调制方式的导航信号,仿真对比了它们的跟踪性能受单频干扰的影响.结果表明:BPSK(1)的性能最好,MBOC(6,1,1/11)和BOC(1,1)相似,但是当干扰位于离中心频率6MHz附近时,MBOC(6,1,1/11)性能受干扰的影响比BOC(1,1)严重.最后对GPS所有卫星C/A信号的抗单频干扰性能进行了分析,指出了易受干扰影响的伪码.
63.一种新的BOC调制无模糊跟踪鉴别器设计
- Tang Bin;唐斌;Guo Shentao;郭盛桃;Liu Fu;刘富
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：建立了导航接收机码跟踪延迟锁定环的数学模型,讨论了DP和EMLP鉴别器在不同信号、不同前端滤波器带宽的鉴别曲线特性,阐述了BOC调制模糊跟踪产生的原因.针对BOC调制信号的模糊跟踪问题,从BOC调制的机理出发,将BOC调制分成伪码和副载波两部分分析,阐述了一种新的鉴别器设计.实验表明:新鉴别器设计,鉴别曲线线性跟踪区域斜率最高为9,可实现BOC调制的无模糊跟踪.
64.中高轨卫星星座的链路研究
- Zhou Yuan;周远;Zhu Jun;朱俊;Wen Yuan-lan;文援兰;Liao Ying;廖瑛
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摘要：基于星间链路(Inter-Satellite Links,ISL)的星间相对测量技术实现卫星导航星座自主导航,首要条件是要建立星间链路.针对中高轨卫星星座链路拓扑结构进行分析,建立星间链路的几何可见模型,通过卫星软件工具包(Satellite Tool Kit,STK)建立卫星的运动学模型,仿真计算得到星座中各卫星ISL的俯仰角、方位角和路径长度三个参量的变化规律.根据未来天基网发展方向分析了频率问题,提出应用Ka波段,并分析了传输损耗、多普勒频移等问题.
65.CGTR中的伪卫星信号接收机
- Wang Chao;王超;Zhang Nan;张楠;Xie Song;谢松
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摘要：本文针对CGTR项目中对GALILEO信号TDMA体制的监测接收功能需求,分析CGTR项目特有的TDMA信号体制的性能及特点,并对其接收方法的关键技术进行了分析研究.通过对Galileo E1和E5频点的接收方法分析,提出了一种能够接收CGTR TDMA信号的接收方案,并对其进行了性能仿真和测试.
66.一种改进的高动态平方根卡尔曼载波跟踪环路
- Zhong-liang Deng;邓中亮;Lei Yang;杨磊;De-jun Zou;邹德君
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摘要：为了获取精确的码相位偏移和载波多普勒以剥离伪码和载波,就需要对接收到的卫星信号进行高精度、连续稳定的跟踪,在高动态环境下,载体的运动导致载波多普勒及其变化率非常高,利用一般的数字锁相环很难适应上述动态环境的要求,因此采用环路带宽可根据载体动态特性自适应调整的卡尔曼载波跟踪环路是可行的.本文研究了平方根卡尔曼载波跟踪环路,该环路需要从接收信号中提取载波瞬时相位或瞬时频率作为观测值,这从可行性以及运算量的角度来讲都不是最优的方法,因此本文在此基础上做出了改进,通过在前端增加鉴相器,可以方便地从接收信号中提取出本地载波与接收载波的相位差,以此相位差作为观测值不但绕过了提取载波相位或频率的复杂性,节省了计算量,而且利用该相位差对状态更新结果进行修正,可以实现对状态值更为精确的估计,控制载波NCO产生更为精准的本地载波,实现本地载波与接收载波状态变化的同步性,从而对接收载波进行连续稳定的跟踪而不失锁.
67.一种基于扩展MUSIC算法的导向矢量估计算法
- Min Li;李敏;Junwei Nie;聂俊伟;Xianghua Zeng;曾祥华;Feixue Wang;王飞雪
- 《第一届中国卫星导航学术年会》 | 2010年
摘要：导向矢量是天线阵的核心参数,对阵列增益计算、波束形成精度以及抗干扰性能均有重要意义.通道失配是天线阵工程应用面临的基本问题,严重影响导向矢量的估计精度.本文在建立通道失配条件下阵列信号模型的基础上,提出了一种新的扩展MUSIC算法,将理想阵列下对俯仰角、方位角的二维搜索变形为通道失配情况下对N维导向矢量的直接搜索(N为阵元个数),以实现对导向矢量的精确估计;同时,针对N维复数空间的搜索计算量问题,根据信号的平稳循环特性,将搜索空间由N维有效降低为一维.仿真结果表明,本文提出的算法能够较好的克服通道失配对导向矢量估计的影响,当数据累积时间为1秒时,导向矢量中每个元素的幅度估计误差小于0.1dB、相位估计误差小于0.1度.本算法对于高精度的静止地面站(或接收机)具有重要的应用价值.
68.一种同步信号辅助的自适应波束形成方法及试验结果分析
- Wang Yan;王炎;Cao Xiuyin;曹秀英;Wu Bo;吴博
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摘要：通信与导航系统经常遇到多用户干扰、欺骗干扰,一种比较好的干扰对消方法是自适应波束形成技术.然而,当我们需要解调的信号与干扰并存时,由于波束导向矢量与待解调信号的来波方向矢量不一致,往往造成信号对消.考虑到通信、导航信号中使用已知的扩频同步信号,我们提出了一种先对同步信号相干解扩后自适应波束形成方法,即利用相干解扩后的待解调信号导向矢量作为阵列误差校正矢量,联合完成阵列误差校正和自适应波束形成.信号的解调顺序是从强信号解调、时域对消到弱信号解调、时域对消的逐次排序方法,这类似于MIMO系统的处理方法,不同之处是我们的方法中同步信号是异步、非正交的.我们用8单元的均匀线阵测试数据验证了该方法的有效性,实际测试结果表明阵列的空域对消比达42dB.