导航电文

摘要： 通过对全球卫星导航系统(GNSS)完整信号流程的精密仿真,建立合理的卫星信号数学模型,产生多种环境下的中频信号,能够为GNSS服务性能评估提供良好的仿真和测试平台,对导航信号各层结构模块化处理并优化算法.导航电文模块结合轨道仿真软件外推轨道参数,保证了电文参数的真实有效性.数据采用分段产生信号再校验叠加的方式,保证了信号多层结构的对齐叠加,保证了信号码和载波的相位的连续性,保证了在产生高采样率、长时长信号时模拟源的稳定性.采用软件接收机分析信号验证了信号模拟源的有效性.

摘要： 针对传统卫星定位欺骗算法在真实场景下真假信号并存环境下欺骗成功率低的问题,首先分析了真实场景下实现定位欺骗的条件;然后根据该条件,设计生成欺骗场景星历的算法,分近距远距两种情况进行了讨论,并分析了两种情况的适用条件;最后搭建实验系统进行了测试验证.测试结果表明,在真实场景下,近距、远距情况下均实现了卫星通道覆盖,位置、轨迹欺骗均获得成功.

摘要： 分析导航电文上行注入调度的要求和约束条件, 对问题进行抽象分析, 建立导航电文调度模型, 并结合经典一维装箱问题对问题进行说明, 结合导航电文上行注入调度的实际约束条件, 将降序最佳适应算法应用到模型上, 解决调度模型的应用问题.同时对算法的性能进行分析论证, 验证算法的有效性.%This paper analyzes the requirements and constraints of uplink navigation message scheduling, analyzes the problem abstractly, establishes a navigation message scheduling model, and explain the problem in combination with the classic one-dimensional packing problem. Combined with the actual constraints of the navigation message uplink injection scheduling, the best descending adaptive algorithm is applied to the model to solve the application problem of the scheduling model. At the same time, the performance of the algorithm is analyzed and demonstrated to verify the effectiveness of the algorithm.

摘要： 利用2013～2015年广播星历数据分析北斗系统3类卫星广播星历中星历数据龄期的特性,并针对北斗系统IGSO卫星和MEO卫星数据龄期分布特性,分析不同数据龄期条件下的两类卫星空间信号精度.结果表明,卫星数据龄期具有周期性,并和卫星所处轨道面具有一致性.对于IGSO卫星,平均数据龄期在1.7h左右,最大数据龄期可以达到7h.仅考虑轨道情况下,不同数据龄期条件下空间信号精度差异最大可以达到0.5m.对于MEO卫星,平均数据龄期在11h左右,最大数据龄期可以达到2d甚至以上.仅考虑轨道情况下,不同数据龄期条件下空间信号精度差异IGSO卫星最大达到0.9m.IGSO卫星2013～2015年平均URE分别为0.81m、0.84 m、1.11m;MEO卫星2013～2015年平均URE分别为0.84 m、0.82m、1.04 m.%The paper analyzes the characteristics of AODE in broadcast ephemeris for different orbit of BDS from 2013 to 2015.According to the AODE distribution of IGSO and MEO,the signal-in-space accuracy based on different AODE is analyzed in the paper.The results show:AODE of satellites is in period and is consistent with the orbit.For IGSO satellites,the average AODE is about 1.7 hours,reaching to a maximum of 7 hours.Considering orbit alone,the URE of different AODE varies 0.5 m at the worst.For MEO satellites,the average AODE is about 11 hours,and the maximum reachedis two days.Considering orbit alone,the URE of different AODE varies 0.9 m for the worst.During 2013 to 2015,the average URE of IGSO satellites are 0.81 m,0.84 m and 1.11 m;for MEO satellites they are 0.84 m,0.82 m and 1.04 m.

摘要： 针对卫星导航信号模拟源研制过程中的多体制、多系统导航信号中时空基准的一致性、多系统兼容性数学仿真难题,在分析导航信号结构、特点的基础上,研究了观测量和导航电文的生成方法,并根据多系统参数之间的时间和空间关系,提出了利用时间系统和坐标系统的转换参数解决多系统、多体制信号数学仿真的时空一致性和兼容互操作问题,并对多系统多体制信号的兼容与互操作仿真进行研究.

摘要： 基于对GPS、GLONASS、Galileo以及BDS公开发布的卫星导航电文分析,本文从导航电文结构、导航电文内容和信道编码等方面对导航电文设计要素进行了分析,研究了电文的基本类型、基本结构和播发方式,并在此基础上对星历、系统时、星钟改正参数、设备延迟参数、电离层改正、数据龄期等导航电文内容进行了分析设计,开展了卫星导航电文设计标准的需求分析,总结归纳了卫星导航电文设计方法.

摘要： 我国北斗全球卫星导航系统工程建设已经启动,北斗互操作信号B1C的接口控制文件已经发布.本文重点对北斗B1C信号及导航电文进行介绍,并对其信号及导航电文的设计特点进行分析,同时与GPS L1C和Galileo E1OS互操作信号进行比较.分析显示,北斗B1C的信号和导航电文编排,在充分借鉴GPS L1C和Galileo E1OS信号特点的基础上,进行了优化设计.B1C信号具有与L1C信号和E1OS信号相同的中心频点和频谱结构,采用了数据导频支路、MBOC调制、分层码结构等设计方案,导航电文与GPS L1C也较为相近,实现与GPS L1C、Galileo E1OS信号的互操作.同时B1C也具有自身独有特点,如B1C导频支路采用QMBOC(6,1,4/33)调制方式、导航电文采用64进制LDPC编码,在实现互操作的基础上,也创新了自身特色.相对于北斗B1I信号,北斗B1C信号具有更好的弱信号跟踪、更短的首次定位时间等服务性能.

摘要： 导航电文是卫星导航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终端设计成本.随着卫星导航定位技术和通信技术的发展,导航电文的基础理论研究正在逐步深入,如GPS导航电文经历NAV、CNAV到CNAV-2的发展,逐步打破了传统的固定帧电文播发格式,进而采用兼具帧结构和数据块优点的组合方式,具有很强的代表性.目前,各国卫星导航电文的设计结构和参数选择有着较大的不同,但所涵盖的关键设计要素基本一致.导航电文设计标准将为各卫星导航定位系统的兼容和互操作作打下坚实的基础,并为规范卫星导航应用产业国际市场的提供重要支撑.基于对GPS、GLONASS、Galileo以及BDS公开发布的卫星导航电文分析,本文从导航电文结构、导航电文内容和信道编码等方面对导航电文设计要素进行了分析,研究了电文的基本类型、基本结构和播发方式,并在此基础上对星历、系统时、星钟改正参数、设备延迟参数、电离层改正、数据龄期等导航电文内容进行了分析设计,开展了卫星导航电文设计标准的需求分析,总结归纳了卫星导航电文设计标准.

摘要： 在现代化的GPS全球卫星导航系统IS-GPS-800协议中的L1C导航电文是没有固定帧头的结构,相比于未现代化之前的L1CA等频点,L1C的帧同步比较难以实现.L1C的帧同步虽然可以用校对电文信息(TOI等)的方法来实现,但是这些方法所需的时间比较长.相对而言方便快捷的方法则是使用导频通道子码的卷积运算来完成的.本文在子码卷积方法的基础上,提出了两种快速帧同步的方法,并研究了在不考虑噪声带宽和弱信号情况下检测门限如何确定和分析了子码序列头的正确检测概率与信噪比之间的关系.

摘要： 导航电文是导航卫星信号的一个重要组成部分,其设计不但直接影响着GNSS的时效性、完好性、灵活性、可靠性、可扩展性等服务性能,而且还影响着信号跟踪、数据解调误码率和首次定位时间等接收机的多方面性能.导航电文编码方案设计是导航电文设计的重要内容.本文对各种GNSS导航电文的编码技术进行了深入分析和比较,着重对现代化GNSS导航电文采用的LDPC码进行了研究,采用信道建模和蒙特卡洛仿真,给出了不同码长、不同迭代次数和不同译码方法对LDPC码性能的影响.最后,给出了导航电文编码方案设计建议,为我国北斗全球系统导航电文编码方案的设计提供参考.

摘要： 导航电文是卫星定位系统中进行定位计算的重要基础数据之一,导航电文编排的好坏直接关系到系统定位的准确性和定位计算的效率.本文针对目前导航定位系统采用的超帧、帧、子帧的固定格式带来的灵活性和效率上的不足,在现有导航电文编排格式的基础上,通过编程搭建电文可配置模块,实现用户界面仿真,展现几种常见电文结构,并对这些结构特点进行分析.实验结果表明:改进的帧结构能克服固定格式的灵活性和效率问题,使模拟器应该能够支持导航电文格式设计研究与验证,以便支持以后接口控制文件的编制和修订,对于研究改进未来北斗导航电文结构具有实用价值.采用基于帧结构与数据块结构相结合的编排方式,满足数据内容扩充的灵活性和播发的随机性.采用交叉播发方式,充分利用了不同子帧播发的历书数据不同的特点,减少冗余数据的同时缩短了用户收齐所有历书数据的时间.采用奇偶页面交叉播发的方式使用户收齐基本导航数据的时间.北斗导航电文结构设计应综合借鉴CNAV、CNAV-2、F/NAV和I/NAV等电文的先进设计经验.根据导航电文播发内容及系统特点,考虑采用数据块结构或帧结构与数据块结构相结合的电文编排方案,以满足系统升级、电文播发的随机性以及提高通信资源利用率等方面的需求.

摘要： GPS信号模拟器的研制涉及到多项关键技术,其中导航电文的产生具有重要意义.该文分析了卫星电文的结构,在此基础上对遥测字和交接字、奇偶校验码、星钟的生成进行研究,利用摄动力方程及拉格朗日行星运行方程推导出星历参数并采用matlab仿真验证了其可行性.

摘要： 从导航电文中及时、准确地计算出电文参数,是导航接收机的核心功能,不同电文参数解算软件由于设计差异,解算电文参数质量也存在差异,电文数据质量也会影响电文参数结果;针对此问题,在传统数据质量模型的基础上,引入质量树分析方法,建立了评估导航电文质量的质量树模型;模型从电文完整性、电文一致性、电文正确性以及电文时效性等四个特性出发,每个质量特性均建立了专属子特性,以及量化子特性的数据指标;在此基础上,以GPS电文质量评估为例,开发了GPS电文质量评估软件,采用GPS接收机的实测数据对模型和软件进行了验证,结果表明,GPS电文的历书参数、钟差参数以及UTC参数存在不一致.

摘要： 卫星导航系统中星载原子钟的钟差预报在优化导航电文中的钟差参数、满足实时动态精密单点定位的需求和提供卫星自主导航所需的先验信息方面具有重要的作用.目前已经建立的钟差预报模型主要是一些单一模型,而在钟差预报的实际应用中使用任何一种单一模型都是不完善的.本文根据Kalman滤波(KF)解实际上是状态预报向量与观测向量的加权平均值这一特点,提出一种能够综合KF模型与其它模型预报信息的组合钟差预报算法.以KF模型与GM(1,1)模型的组合为例进行钟差预报试验,证明了该方法的有效性及其优势.

摘要： 传统卫星信号跟踪环路中,多普勒会引起导航数据位跳变点在1ms中频采样数据中的相对滑动,当跳变点处于采样数据段的中间位置时,相关器输出接近于零,造成环路失锁.在详细分析这一问题的基础上,针对"北斗Ⅱ"B3频点信号提出了一种改进的环路跟踪方法.新方法通过在连续的两段1ms数据中找出不包含数据位跳变点的数据段,将该段数据的鉴相结果用于2ms环路更新.仿真和模拟信号源实验验证了方法的有效性.

摘要： 局域增强系统( Local Area Augmentation System,LAAS)是美国联邦航空局( Federal AviationAdministration,FAA)开发的GPS地基增强系统,支持GPS差分精密进近和着陆,它可以满足民用航空用户在精密进场与着陆中的应用需求.局域增强系统由空间部分、地面部分和机载部分三部分组成.其中地面站设备采用3-4个安装在机场固定已知点的高性能GPS接收机,观测所有可见卫星,并将这些观测数据同时发送给处理单元,处理单元将码相位测量的伪距数据进行载波相位平滑,同时使用差分技术获得每颗可用卫星的差分修正量,并进行完好性监测,最后利用甚高频(VHF)广播这些修正数据.本文利用GPS卫星导航系统的测量值及其信息进行了差分修正量以及完好性数据的计算.并将计算好的差分修正量和完好性信息做一长期监视和保存.通过分析计算得到的数据,可以获得不同时间段的可用卫星个数以及对应差分修正量的数值大小.

摘要： 局域增强系统( Local Area Augmentation System,LAAS)是美国联邦航空局( Federal AviationAdministration,FAA)开发的GPS地基增强系统,支持GPS差分精密进近和着陆,它可以满足民用航空用户在精密进场与着陆中的应用需求.局域增强系统由空间部分、地面部分和机载部分三部分组成.其中地面站设备采用3-4个安装在机场固定已知点的高性能GPS接收机,观测所有可见卫星,并将这些观测数据同时发送给处理单元,处理单元将码相位测量的伪距数据进行载波相位平滑,同时使用差分技术获得每颗可用卫星的差分修正量,并进行完好性监测,最后利用甚高频(VHF)广播这些修正数据.本文利用GPS卫星导航系统的测量值及其信息进行了差分修正量以及完好性数据的计算.并将计算好的差分修正量和完好性信息做一长期监视和保存.通过分析计算得到的数据,可以获得不同时间段的可用卫星个数以及对应差分修正量的数值大小.

摘要： 本发明公开了一种北斗导航系统D1导航电文的捕获方法。使用本发明能够适应各种比特跳变情况，增加了相干积分增益，并消除了相关峰分裂导致的载波频率错误估计，可以有效、可靠地捕获北斗导航系统D1导航电文。本发明首先将接收的包含干扰的D1导航电文的信号序列与本地载波复序列相乘进行混频，实现载波多普勒频偏剥离；然后，将本地复现码按照两种方式同时进行拓展，获得本地复现码A和本地复现码B，并将两个本地复现码与混频结果分别进行相关运算，对两路相关运算的结果进行判决，获得载波多普勒频偏估计值和测距码相位延迟估计值，对D1导航电文进行捕获。

摘要： 本发明公开一种针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法，针对北斗导航系统D1导航电文信号体制中的Neumann‑Hoffman码(下简称NH码)编码特点，在卫星捕获阶段提出了一种基于概率统计的独特序列的NH码规避方法，成功规避掉NH码跳变对捕获的影响；并通过步长逐级递减的并行码相位搜索，成功实现北斗卫星扩频码相位和载波频率的精捕获；同时在帧同步环节提出了一种基于NH码和帧同步码(Pre)的组合码的NH码剥离方法，在子帧同步的同时可以有效实现NH码的剥离和导航电文的输出。本发明针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法适合于北斗卫星导航接收机及软件接收机的应用，同样的思想适用于其它采用了固定序列二次编码的导航卫星系统。

摘要： 一种导航星座自主导航电文系统差检测与处理方法，针对导航星座组网运行下自主导航电文系统差，根据北斗系统自身特点和参数，计算获取了影响自主导航电文系统的因素，提出了降低该因素影响的解算方法，解算误差因素改正项并补偿在输入数据中，重新进行自主导航电文解算，星历、星钟的系统差均得到有效改善，能显著提升自主导航服务性能。

摘要： 本发明涉及一种适用于室内定位导航的伪卫星导航电文模拟方法。该方法在原有电文的基础上将伪卫星的位置参数作为星历信息填入导航电文，其它参数都不改变，相应的对接收机的接收算法也只改变轨道升交点赤经对时间的变化率的比例因子，使得使用该方法下的伪卫星进行导航定位解算出的卫星位置相对于地面位置不变，能够迅速完成导航定位，实现室内外导航定位全天候无缝衔接，解决了目前使用的导航电文不能够模拟出相对地面静止的问题。

摘要： 本发明公开了一种北斗导航系统D1导航电文的捕获方法。使用本发明能够适应各种比特跳变情况，增加了相干积分增益，并消除了相关峰分裂导致的载波频率错误估计，可以有效、可靠地捕获北斗导航系统D1导航电文。本发明首先将接收的包含干扰的D1导航电文的信号序列与本地载波复序列相乘进行混频，实现载波多普勒频偏剥离；然后，将本地复现码按照两种方式同时进行拓展，获得本地复现码A和本地复现码B，并将两个本地复现码与混频结果分别进行相关运算，对两路相关运算的结果进行判决，获得载波多普勒频偏估计值和测距码相位延迟估计值，对D1导航电文进行捕获。

摘要： 本发明公开一种针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann-Hoffman码规避与剥离方法，针对北斗导航系统D1导航电文信号体制中的Neumann-Hoffman码(下简称NH码)编码特点，在卫星捕获阶段提出了一种基于概率统计的独特序列的NH码规避方法，成功规避掉NH码跳变对捕获的影响；并通过步长逐级递减的并行码相位搜索，成功实现北斗卫星扩频码相位和载波频率的精捕获；同时在帧同步环节提出了一种基于NH码和帧同步码(Pre)的组合码的NH码剥离方法，在子帧同步的同时可以有效实现NH码的剥离和导航电文的输出。本发明针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann-Hoffman码规避与剥离方法适合于北斗卫星导航接收机及软件接收机的应用，同样的思想适用于其它采用了固定序列二次编码的导航卫星系统。

摘要： 本发明涉及一种GNSS导航电文检核方法与系统，包括：实时接收多个GNSS接收机的卫星信号；所述多个GNSS接收机接收多个卫星系统的多个卫星的卫星信号，每一卫星系统包括多个卫星；对所述卫星信号进行解算得到导航电文，根据所述导航电文计算每个GNSS接收机接收到的多个卫星的卫星信号的接收机钟差；获取任一个GNSS接收机接收到的任一个卫星系统的多个卫星的卫星信号的接收机钟差，根据该接收机钟差检验该任一个卫星系统的多个卫星的GNSS导航电文是否错误。通过本发明，能够提高实时定位解算结果的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种导航电文半周跳变检测方法，包括获取一帧完整电文并校验和保存为比对模板；接收待检测的电文；确定当前接收到的数据一帧导航电文中的位置；比对待检测电文的载噪比和设定阈值；得到有效对比比特；将有效对比比特与比对模板逐比特对比并统计各比特翻转的状态；对半周跳变进行检测；更新对比对模板；重复上述步骤持续进行导航电文半周跳变的检测。本发明能够有效提高半周跳探测的准确性和及时性，适用于多系统多频接收机，能够准确探测出载波相位信号中是否发生半周跳，提高了半周跳探测的灵敏度，而且检测速度快、检测可靠性高且适用范围广。

摘要： 本发明提供一种抑制自主导航电文切换时刻授时跳变的方法及系统，当卫星产生自主导航钟差时，每一历元进入钟差修正过程：检测地面上是否更新过广播钟差，如果是，则进入下一步骤，如果否则退出钟差修正过程；计算下一小时广播钟差组号N，如果查询第N组广播钟差有效，则进入下一步骤，如果无效退出钟差修正过程；判断第N组广播钟差龄期是否正常，如果是，则进入下一步骤，如果否则退出钟差修正过程；根据第N组广播钟差修正自主导航钟差，完成上一历元自主导航钟差结果的修正，使地面无故障时，自主导航钟差产品能够一直同步到地面时钟，从而实现地面出现故障时卫星切换播发自主导航电文时卫星钟差不跳变。同时提供一种星载计算机可读存储介质。

摘要： 本发明总的来说涉及导航卫星技术领域，提出一种基于星间测量的卫星导航电文监测方法。该方法包括下列步骤：对导航卫星进行星间测距；以及根据星间测距的结果对卫星导航电文进行监测，所述卫星导航电文包括星历参数以及钟差参数，其中对所述星历参数进行监测包括下列步骤：根据第一和第二卫星的星历参数计算在当前时刻第一卫星与第二卫星之间的第一几何距离；根据第一和第二卫星的星间测距结果计算在当前时刻第一卫星与第二卫星之间的第二几何距离；以及通过比较所述第一和第二几何距离以判断当前时刻星历参数的合理性。