全球卫星导航系统

摘要： 全球卫星导航系统(GNSS)数据产品广泛应用于位置服务、灾害防御、地壳运动分析等领域。随着产品质量和精度不断提高,数量呈现海量增长,类型及数据源更加丰富多样,应用更加频繁。传统GNSS数据产品获取方式因仅支持文件传输协议(FTP)、数据源单一、产品获取效率低、软件功能不全面等缺陷,越来越难以满足需要。针对已有获取方式的不足,设计了多线程并发和断点续传算法,研发出一套同时支持FTP和加密超文本传输协议(HTTP)双协议、多全球数据中心和多种GNSS数据产品一站式快速获取的软件。通过测试分析,该软件具有良好的可靠性、高效性、鲁棒性和可移植性,既可大幅提高GNSS产品获取效率,又能同时保证产品质量,已在自然资源部大地测量数据处理中心相关科研及生产中得到了广泛应用。

摘要： 目前,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)在室外开阔环境可提供稳定可靠的定位服务,但由于卫星信号的遮挡和衰减,在GNSS弱信号环境依然存在着无法高精度定位的挑战.基于运动传感器的行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)是比较有效的定位补充方案,但是定位过程中需要校准初始航向角,且面临着误差累积的关键问题.数字地面多媒体广播(Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting,DTMB)信号频率低、穿透力强,且信号发射塔在城市中的布设基本完善,在定位方面具有很大潜能.基于此,本文提出一种单基站DTMB信号约束的PDR运动参数修正方法.本文开发了一套完整的基于软件无线电的DTMB信号接收机,并研究了基于DTMB信号的无线测距方法.利用DTMB无线距离构建初始航向角的约束方程,通过求解该方程可对PDR的初始航向角进行校正.为了减少PDR运动过程中的累积误差,通过粒子滤波框架将PDR运动参数与DTMB无线距离进行融合,获得行人的修正定位结果.实测结果表明,本文方法在DTMB信号通视场景和非完全通视场景下均可有效定位,且定位误差为95%,相比PDR分别降低了41%和30%,验证了提出方法的可行性及有效性.

摘要： 针对既往北斗卫星导航系统(BDS)基线解算性能分析甚少采用实测高铁控制网数据,采用自研制BDS基线处理软件(BGO)对某段高速铁路控制网一等控制点(CPⅠ)进行了基线解算,通过对比BGO与徕卡无限测量软件(Leica Infinity)的解算结果及BDS单系统与BDS/GPS(全球定位系统)组合系统的解算结果,得出了如下结论:(1)自研制软件BGO可以达到与Leica Infinity相当的基线解算精度,且利用BDS单系统观测数据进行高速铁路控制网CPⅠ解算,可以满足高速铁路控制网的精度质量需求;(2)加入GPS观测数据后,基线解算各项精度指标均有所改善,其精度提高幅度约为30%。因此,在高精度的高铁控制网建设中,应尽可能采用多系统联合解算的方式以保障控制网解算精度及可靠性。

摘要： 针对北斗RDSS入站信号对全球卫星导航系统(GNSS)产生的邻频干扰问题,从信号角度研究了北斗RDSS对GNSS信号的影响,提出了北斗RDSS天线端设计、场站布局与屏蔽隔离设计等两种技术措施来提升北斗RDSS和GNSS兼容性,并对其进行了工程验证。研究成果可为北斗RDSS用户设备与GNSS接收机共址建设提供技术基础。

摘要： 针对如何利用GNSS(Global Navigation Satellite System)数据进行电离层扰动监测的问题,提出了一种基于GNSS数据表征全球电离层扰动的方法。利用大约400个GNSS地面站点的观测数据,计算总电子含量(Total Electron Content,TEC)变化率的标准差——ROTI(Rate of TEC Index)。将该计算结果作为扰动观测量,在纬度与经度的网格上投影形成1 h分辨率的ROTI地图。ROTI地图能够体现几千米到几十千米的电离层不规则体,分析2015年3月期间电离层平静和扰动剧烈时ROTI地图发现,这种大尺度的不规则体主要分布在高纬和低纬区域,磁暴期间ROTI地图会出现数值和扰动面积上的变化,ROTI地图在一定程度上能够表现全球电离层不规则结构的扰动。在此基础上提出了新的全球ROTI扰动指数(Global ROTI index, GROTI),分析结果表明高纬区域的GROTI与地磁指数Kp及AE指数存在良好的相关性。

摘要： 针对高精度实时定位中区域天顶对流层延迟ZTD的时空特性导致插值精度不高的问题,提出一种基于高程归算的克里金插值模型。采用区域CORS网观测数据解算ZTD用于建模分析,相比于现有的其他方法,该模型能够提升插值精度,参与建模测站数量较少时其均方根误差RMSE仍可保持在10 mm以内,为区域实时高精度定位提供了基础。

摘要： 随着卫星导航系统的不断发展和完善,在定位精度提升的同时,系统完好性的研究受到越来越多的关注。2020年,北斗卫星导航系统已提供全球服务,完好性作为导航服务性能的重要指标有着重要意义。因此,基于导航系统完好性的算法研究理论,对北斗卫星系统的完好性性能进行分析评估。采用国际GNSS监测评估系统(iGMAS)提供的导航数据,分析了用户等效测距误差(UERE)对GNSS空间信号完好性的影响,以及各GNSS系统空间信号完好性状态。结果表明,在用户等效测距误差精度方面,BDS优于2.66m,GPS优于4.53m,Galileo优于17.99m,GLONASS优于14.40m;在系统完好性状态方面,GPS最优,BDS-3优于BDS-2。

摘要： 【目的】国际GNSS监测评估系统(international GNSS Monitoring and Assessment System,iGMAS)通过布设全球GNSS跟踪站网,对全球四大卫星导航系统运行状况和主要性能指标进行监测和评估,由全球跟踪站网、数据中心等组成。【方法】全球跟踪站网主要完成原始观测数据采集,包括:导航卫星码伪距、载波相位、多普勒等,并发送到数据中心。数据中心收集跟踪站网的标准格式观测数据,对原始数据进行质量检查,并分类存储和备份,同时接收分析中心和产品综合中心数据处理后生成的轨道、钟差、大气等精密产品,并通过FTP、WEB等多种手段以标准数据格式提供GNSS数据和产品的服务。【结果】在GNSS监测评估、精密时间频率、地球动力学、大气科学、精密测绘等多个领域得到了应用。

摘要： 2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,意味着我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成,中国北斗开启了服务全球、造福人类的新篇章。而在北斗研制的过程中,科研人员展现了独特的中国智慧,为世界贡献了创新的中国方案。我国的北斗系统不能像美国的G P S那样在全球建立地面站,因此为了解决境外卫星的管控问题,我国的科研人员在卫星之间搭建的通信测量链路,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的建链互通,能够让我们看不见的、在地球的另一面的北斗卫星,与我们头顶的北斗卫星取得联系。星间链路是北斗系统实现全球服务的关键,是自主运行的前提。

摘要： 针对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)收敛时间较长问题,提出利用低轨(LEO)星座进行增强,达到位置解快速收敛的目的。实验结果表明,LEO卫星相位小数偏差(FCB)估计残差99.8%在0.15个周期以内,标准差统计值为0.033个周期;相比于LEO增强PPP浮点解,当全球定位系统(GPS)和LEO卫星相位观测值的模糊度均被固定时,基于10min观测时长数据的东、北、高三个方向定位精度分别提升了81.3%、75.0%和45.0%,达到0.003、0.002和0.011 m;对于GPS单系统PPP和GPS、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)及北斗卫星导航系统(BDS)四系统PPP浮点解,在LEO星座的增强下,二者收敛时间分别为2.6和2.3 min,差异并不明显。

摘要： 全球卫星导航系统反射信号(Global Navigation Satellite System Reflectometry,GNSS-R)接收机设计中,通常以直射信号信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的高低作为相关通道分配的依据.然而,可以被接收机接收到的前向散射信号多来自于高度角较低的卫星,大部分有效的散射信号由于信噪比过低而被接收机滤除,导致反射信号接收机输出的互相关波形有效率较低.针对上述问题,提出了一种新型的GNSS-R接收机反射通道控制算法,该算法利用前向散射信号可见区筛选可见卫星,在不消耗额外硬件资源的基础上提高了接收机输出相关波形的有效率.最后,设计实验证明了该算法的有效性.实验结果表明:相较于传统的相关通道控制算法,配置有新型算法的接收机输出相关波形有效率提升了22.95个百分点.

摘要： 全球卫星导航定位系统以其高精度、自动化等各种显著优点得到了广泛的关注.全球卫星导航系统除传统的导航和定位功能外,其全球卫星导航系统干涉反射法(Global Navigation Satellite System interferometric reflectometry,GNSS-IR)也越来越受到重视.这是一种介于被动遥感与主动遥感之间的新型遥感探测技术.而信噪比(SNR)数据作为GNSS-IR技术进行反演的原始数据,其数据质量决定了反演结果的准确性,有着重要的意义.本文通过观察GPS站台监测的信噪比(SNR)数据,对信噪比的时空特征这一问题进行较全面的分析和讨论.从武汉大学IGS数据中心获取的四个监测站点2014年至2017年的数据进行了研究,主要包括观察短周期和长周期下信噪比的变化规律;相近邻站点间信噪比的变化特征;对不同卫星间信噪比之间进行比较,分析多卫星间观测数据的差异;观察不同高度角下信噪比的收益和多路径效应对信噪比的影响.最后通过分析发现得到了不同条件下信噪比的时空分布特征,并发现了卫星高度角和多路径效应等因素对信噪比数据质量有着重要的影响.

摘要： 全球卫星导航系统(GNSS)尤其是北斗导航系统的基本星座部署完毕具备全球服务能力以后,卫星导航技术的应用又迎来一个高潮,当然在铁路领域也不例外.虽然国内外专家学者对卫星导航技术在铁路领域应用进行了较多的研究,但目前基于GNSS的列车定位系统的研究还不够充分.本文主要对基于GNSS列车定位系统的安全性评估方法进行了研究,主要从卫星导航技术的通用安全性以及基于轨道交通应用的安全性两个方面进行分析;对卫星导航技术的通用安全性的影响因素进行了总结,并给出降低这些因素对系统安全性的造成影响的方法;提出了在轨道交通应用时对卫星导航数据进行有效性检查来保证系统安全性的方法.

摘要： GNSS全球卫星导航系统定位结果已基本满足大多数情景需求的情况下,定位精度成为了导航系统的主要参数指标.当导航系统存在故障时,导航系统需及时发出完好性报警.本文研究了GPS/Galileo/Beidou多系统的故障监测和识别方法并与GPS单系统对比,给出性能分析,仿真结果表明多系统较单系统故障检测以及故障识别方面有较大优势.

摘要： 随着全球卫星导航系统(GNSS)的不断发展,导航信号频段日益拥挤,新的信号调制方式不断呈现.现代化的GPS和Galileo系统在L1/E1频点增加了使用复合二进制偏移载波(MBOC)调制的民用信号,新体制信号在提高导航性能的同时也带来了由多峰特性引起的捕获模糊度问题.本文选用GPS L1C和Galileo E1B信号作为研究对象,就GNSS新体制信号多模捕获技术展开讨论.通过对GPS和Galileo信号体制的深入分析,提出了适用于二者的捕获策略.特别是GPS L1C信号,其信号中加入了导频通道,本文对其采用了数据与导频通道联合捕获的策略.此外,本文选用的是自相关函数边峰消除技术(ASPeCT)来实现信号的无模糊度捕获.在上述研究基础上,本文提出了一种能够兼备处理GPS L1C信号和Galileo E1B信号的多模捕获方案.通过Matlab仿真,验证了本文选用的算法以及提出的新体制信号多捕获方案的可行性和有效性.

摘要： 本文总结了全球卫星导航系统(GNSS)欺骗干扰技术,根据硬件成本、专业知识和实现复杂度,对比分析了欺骗干扰技术的差异.接着讨论了电文加密抗欺骗技术,包括电文加密技术的特征,并介绍了其中所需的几种独立的身份验证技术,包括:导航信息验证(NMA)、扩频码验证(SCA)、导航信息加密(NME)和扩频码加密(SCE).本文讨论了NMA和SCA身份验证技术,并针对文中总结出的欺骗干扰技术,总结并分析了NMA和SCA技术的性能,得出了SCA比NMA更有效的结论,特别是在针对估计转发式欺骗和前向估计攻击时.同时,NMA、SCA、NME和SCE在应对转发式干扰时都不尽人意.此时可以组合一些简单的非电文加密技术,从而提高接收机的抗干扰性能.本文提出了NMA与数字证书联合的身份验证技术,阐述了认证方式和信号结构设计,解决了数字签名引起的数据开销等问题.

摘要： 随着中国北斗卫星导航系统的快速发展,以及国家对北斗卫星导航系统的发展战略要求和军民融合的大背景下,研究北斗在民航领域的推广及应用具有重要的现实意义.为适应快速发展的航空技术以及持续增长的空中交通,国际民航组织提出将PBN技术作为民航的主要发展方向,从而实现PBN对机载设备在精度、完好性、连续性以及可用性的要求.本文从研究民航PBN技术和相关标准出发,瞄准PBN国际民航要求,研究GBAS高精度进近着陆定位算法的研究与仿真,通过对GBAS进近着陆有关规范和标准技术的研究,提出了一种兼容北斗和GPS卫星导航系统的GBAS进近着陆定位算法,并搭建了GBAS仿真系统,从而为实现下一步的进近飞行试验鉴定基础,也为北斗系统在GBAS中的应用起到了一定推动作用.

摘要： 随着中国北斗卫星导航系统的快速发展,以及国家对北斗卫星导航系统的发展战略要求和军民融合的大背景下,研究北斗在民航领域的推广及应用具有重要的现实意义.为适应快速发展的航空技术以及持续增长的空中交通,国际民航组织提出将PBN技术作为民航的主要发展方向,从而实现PBN对机载设备在精度、完好性、连续性以及可用性的要求.本文从研究民航PBN技术和相关标准出发,瞄准PBN国际民航要求,研究GBAS高精度进近着陆定位算法的研究与仿真,通过对GBAS进近着陆有关规范和标准技术的研究,提出了一种兼容北斗和GPS卫星导航系统的GBAS进近着陆定位算法,并搭建了GBAS仿真系统,从而为实现下一步的进近飞行试验鉴定基础,也为北斗系统在GBAS中的应用起到了一定推动作用.

摘要： 随着中国北斗卫星导航系统的快速发展,以及国家对北斗卫星导航系统的发展战略要求和军民融合的大背景下,研究北斗在民航领域的推广及应用具有重要的现实意义.为适应快速发展的航空技术以及持续增长的空中交通,国际民航组织提出将PBN技术作为民航的主要发展方向,从而实现PBN对机载设备在精度、完好性、连续性以及可用性的要求.本文从研究民航PBN技术和相关标准出发,瞄准PBN国际民航要求,研究GBAS高精度进近着陆定位算法的研究与仿真,通过对GBAS进近着陆有关规范和标准技术的研究,提出了一种兼容北斗和GPS卫星导航系统的GBAS进近着陆定位算法,并搭建了GBAS仿真系统,从而为实现下一步的进近飞行试验鉴定基础,也为北斗系统在GBAS中的应用起到了一定推动作用.

摘要： 介绍了一种智能压实系统,包括:工程机械智能终端、车载导航终端、GNSS双天线以及压实度检测传感器.并利用高精度RTK GNSS接收机,对系统中用于导航定位的工程机械智能终端进行了定位偏差的测试.测试结果表明,该工程机械智能终端具有较高的定位精度,可推广应用于多领域的基建工程施工当中.

摘要： 本发明涉及一种全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)集成电路及相关的通信系统。GNSS集成电路包括GNSS模块、存储器以及处理器。GNSS模块用以接收待辨识广播GNSS信号。存储器用以存储多个候选星历辅助数据，其中多个候选星历辅助数据不是由GNSS模块提供的。处理器用以基于多个候选星历辅助数据中的参考星历辅助数据来判断待辨识广播GNSS信号是否为欺骗信号。由此，可通过候选星历辅助数据来完善欺骗信号的标识能力。

摘要： 本发明提供一种全球卫星导航系统的捕获方法和全球卫星导航系统接收机。其中全球卫星导航系统的捕获方法包括部分地截收全电码的多个区段，用以产生多个子电码，其中，该全电码由多个电码相移构成，该多个电码相移的每一个在该多个子电码中出现的次数相同；组合该多个子电码以产生新电码；将该新电码与已接收信号进行关联运算，以获得候选峰值；根据该候选峰值推导出其他多个候选峰值；以及验证所有的候选峰值以确定真实峰值。本发明提供的全球卫星导航系统的捕获方法和全球卫星导航系统接收机能减少运算复杂性并提高捕获速度。

摘要： 本发明公开了一种确定全球卫星导航系统导航卫星频间偏差的方法，涉及无线通讯，信号硬件延迟，导航定位与授时领域。该方法包括导航卫星和接收机综合频间偏差的确定以及导航卫星频间偏差的分离。本发明通过参数重整和局部电离层TEC建模得到了导航卫星和接收机的综合频间偏差，通过设计导航卫星和接收机频间偏差分离参考基准自适应选择准则，最终了确定导航卫星的频间偏差。本发明基于8个基准站确定的导航卫星频间偏差的稳定性整体上优于国际上利用近200个基准站确定的导航卫星频间偏差的稳定性，精度更为可靠。

摘要： 本发明提供一种全球卫星导航系统的捕获方法和全球卫星导航系统接收机。其中全球卫星导航系统的捕获方法包括部分地截收全电码的多个区段，用以产生多个子电码，其中，该全电码由多个电码相移构成，该多个电码相移的每一个在该多个子电码中出现的次数相同；组合该多个子电码以产生新电码；将该新电码与已接收信号进行关联运算，以获得候选峰值；根据该候选峰值推导出其他多个候选峰值；以及验证所有的候选峰值以确定真实峰值。本发明提供的全球卫星导航系统的捕获方法和全球卫星导航系统接收机能减少运算复杂性并提高捕获速度。

摘要： 本发明公开了一种确定全球卫星导航系统导航卫星频间偏差的方法，涉及无线通讯，信号硬件延迟，导航定位与授时领域。该方法包括导航卫星和接收机综合频间偏差的确定以及导航卫星频间偏差的分离。本发明通过参数重整和局部电离层TEC建模得到了导航卫星和接收机的综合频间偏差，通过设计导航卫星和接收机频间偏差分离参考基准自适应选择准则，最终了确定导航卫星的频间偏差。本发明基于8个基准站确定的导航卫星频间偏差的稳定性整体上优于国际上利用近200个基准站确定的导航卫星频间偏差的稳定性，精度更为可靠。

摘要： 本发明提供一种计算北斗中轨卫星坟墓轨道最早穿越其他全球卫星导航系统轨道时间的方法，首先，根据北斗中轨卫星坟墓轨道高度、GLONASS卫星高度、GPS卫星高度以及Galileo卫星高度，分别计算北斗中轨卫星坟墓轨道与其他全球卫星导航系统轨道穿越时偏心率的门限值；其次，基于轨道长期演化模型，针对北斗中轨卫星坟墓轨道进行长期演化，得到演化后的偏心率；一旦演化后的偏心率达到北斗中轨卫星坟墓轨道与其他全球卫星导航系统轨道穿越时偏心率的门限值，记录该时间，该时间即北斗中轨卫星坟墓轨道最早穿越其他全球卫星导航系统轨道的时间。利用该方法，可以为中轨道导航卫星坟墓轨道长期演化的安全性分析提供参考。

摘要： 本发明公开了一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，所述融合系统包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络。本发明的融合系统将现有的GBAS与SBAS系统进行地面端整合，使其能够同时提供GBAS与SBAS服务，可在GNSS增强系统中用于提供地基增强与星基增强的精密导航定位和完好性服务。本发明具有如下优点：地面端将GBAS与SBAS两种系统进行了融合，实用性强；有效减少了GBAS和SBAS分别布设的成本，满足了经济性的目的；采用地面端融合GBAS与SBAS的方式，使用一套设备为用户提供GBAS和SBAS两种可供选择的增强方式，更符合实际。

摘要： 本发明属于卫星导航领域，特别涉及一种全球卫星导航系统的数据质量分析系统及方法，所述系统包括数据格式转换模块、数据读取及存储模块、数据处理模块、数据统计分析模块、图形可视化模块、报告输出模块；本发明系统一方面能够对BDS‑3数据进行处理，弥补了现有软件功能上的不足；另一方面不仅能够对GPS、GLONASS、BDS、Galileo进行数据质量分析以及标准单点定位，也能够对区域卫星导航系统QZSS以及IRNSS进行数据质量分析以及标准单点定位。

摘要： 本实用新型实施例提供一种卫星定位接收机、可移动设备及全球卫星导航系统。本实用新型的卫星定位接收机，包括：射频芯片、通道处理芯片和定位处理芯片，射频芯片与通道处理芯片连接，通道处理芯片与定位处理芯片连接，射频芯片用于将多个卫星信号下变频到第一中频带，所述第一中频带包括正频段和负频段，所述多个卫星信号分别来自于不同的卫星定位系统。本实用新型实施例可以实现正负频混合，可以抑制镜像频率的干扰，增强接收机的抗干扰能力。

摘要： 本实用新型公开了一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，所述融合系统包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络。本实用新型的融合系统将现有的GBAS与SBAS系统进行地面端整合，使其能够同时提供GBAS与SBAS服务，可在GNSS增强系统中用于提供地基增强与星基增强的精密导航定位和完好性服务。本实用新型具有如下优点：地面端将GBAS与SBAS两种系统进行了融合，实用性强；有效减少了GBAS和SBAS分别布设的成本，满足了经济性的目的；采用地面端融合GBAS与SBAS的方式，使用一套设备为用户提供GBAS和SBAS两种可供选择的增强方式，更符合实际。