卫星导航接收机自动测试系统

为了满足卫星导航接收机整机性能快速、精确测试的需求,实现对导航接收机性能的自动测试,构建了一种基于NI PXI硬件平台,采用导航信号模拟器、虚拟仪器技术和Microsoft Visual Studio 2008软件进行开发的卫星导航接收机自动测试系统。系统实现了多导航接收机的定位精度、冷启动首次定位时间、热启动首次定位时间、捕获灵敏度、速度精度的并行自动测试。良好的人机交互界面与多接收机并行测试的稳定运行,大大缩短了测试时间,提高了测试效率。通过对北斗导航接收机大量测试,结果表明该卫星导航接收机快速测试系统对于导航接收机整机性能并行测试快速、有效。     

GNSS海洋反射信号软件模拟器设计

在GNSS-R海洋遥感探测中,机载试验是一种重要手段。针对GNSS-R机载试验需要耗费巨大人力、物力以及可重复性差的问题,研究并设计了一种反射信号软件模拟器,介绍了模拟器的总体结构、流程图、关键参数、主要模块及用户界面。该模拟器在GNSS直射信号模拟器的基础上,在直射通道之外并行增加了反射信号通道。通过分析导航卫星反射信号的特点,并利用基于Z-V模型的GNSS海洋反射信号模型,配置机载GNSS海洋反射信号的时延、功率和多普勒频率等参数,从而模拟产生多颗星的多条反射信号。该模拟器可分别生成直射、反射信号两个数字中频文件,直接送入GNSS-R软件接收机进行接收处理。实验结果表明GNSS-R软件接收机的接收处理结果与设定的基于Z-V模型的相关功率曲线的相关系数为0.9977,模拟器产生的反射信号与真实信号相关特性几乎一致,能根据用户输入的不同参数模拟输出导航卫星反射信号。     

卫星导航接收机概略正常高估计算法

为了将卫星导航接收机输出的导航解应用于飞行器导航和武器发射测试等应用领域,需要将导航解中的大地高数值转换为概略正常高数值,但是不同应用领域对于概略正常高的需求是不同的。为了满足不同精度的概略正常高估计需求,实现以较短的计算时间和较小的存储空间开销来支撑实际的卫星导航接收机应用,提出了一种基于简化EGM96模型的概略正常高估计算法。以基于360阶360次EGM96地球重力场模型和2190阶2159次EGM2008地球重力场模型的计算结果为基准,统计了该概略正常高估计算法的计算时间和计算精度等指标。通过在全球格网点和亚太区域格网点测试结果的比较分析可知,该概略正常高估计算法可以求解不同精度等级的概略正常高,能够满足卫星导航接收机在亚太区域以及全球范围内的概略正常高估计的精度和时效性要求。     

一种便携式声呐信号模拟器的设计与实现

本文介绍一种声呐信号模拟器，结构紧凑（模块化结构）、体积小（200mm×300mm×400mm）、重量轻（＜5kg），可模拟静止或机动声呐目标回波信号和指定海况下海洋环境噪声．它具有良好的用户界面，可通过键盘与LCD显示板快速准确地输入所有参数和命令，完成指定功能．该系统接口特性优良，既可以单独成机，亦可与PC／XT／AT及其兼容机和其它声呐系统配接，完成声呐系统的调机和检查测试．     

一种通用的卫星导航信号码时延估计误差评估方法

卫星导航信号的码时延估计误差是决定系统服务性能的关键因素,迫切需要对多种不同调制与复用方式的导航信号进行全面的码时延估计误差性能评估,从而为后期的系统应用提供重要的选择依据.为此,本文提出了通用的码时延估计误差评估方法.首先,概括了导航接收机的码跟踪环路模型,根据是否匹配接收以及是否相干处理,将目前的导航接收机归纳为四种类型.其次,在假设码时延估计误差非常小的条件下,分别给出了匹配接收下相干处理和非相干处理时的估计误差以及相互之间的关系;推导了非匹配接收下非相干处理时的估计误差,并讨论了与相干处理时的关系.最后,推导了码时延估计误差的齐夫-扎凯界限,解决了估计误差不满足非常小这一假设条件时的评估.本文提出的评估方法均以导航信号的功率谱密度表示,为信号设计和接收机的研制提供了重要的理论指导,同时也给具体信号的评估带来了极大便利.仿真实验中对新一代典型导航信号的码时延估计误差做了有效评估.     

导航卫星上行注入与测距性能测试系统设计

导航卫星的上行注入与测距性能是卫星导航系统服务精度一个重要保证,设计了一种导航卫星的上行注入与测距性能测试系统;该系统以控制处理计算机为核心,并结合了专用设计的基准频率发生器模块、基准时间发生器模块、注入信号发生器模块和通用商业化仪器,能实时动态地模拟导航卫星在轨期间接收地面注入信号的情形,完成导航卫星上行注入性能测试中电文信息的生成和比对以及上行测距性能测试;该测试系统稳定、灵活,测量精度高,而且可以通过修改测试软件参数来满足新的测试要求,便于测试系统的升级改造。     

不同参数下GNSS软件接收机跟踪环性能分析

针对用户接收机实际跟踪卫星信号过程中跟踪环参数设置模糊性问题,着重分析了GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机跟踪环路参数设计的范围,然后通过Matlab仿真环境对不同环路参数下信号跟踪效果进行了仿真,得出了接收机环路参数的经典取值（阻尼系数ζ=0.707,带宽BL=25 Hz）,最后通过软件接收机实验平台对实际采集到的卫星中频信号进行了跟踪验证,实验结果证明了跟踪环路参数选择的有效性。     

基于PXI总线的小卫星扩频应答机模拟器的设计与实现

应用PXI总线、扩频通信、软件无线电等技术,设计并开发了一种小卫星扩频应答机模拟器,可作为真实应答机的替代产品参与卫星初样产品桌面联试、与地面站对接等试验.同时基于PXI总线的灵活架构以及模块化设计思路,可实现快速升级,为新算法提供通用验证平台。采用成熟的地面测试设备以及星上产品与该系统进行联试,验证了该应答机模拟器调制、解调等信号处理功能的正确性和有效性。     

航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器设计

设计了一种航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器,可对仅测角导航视觉传感器的硬件、软件和算法的性能及可靠性进行验证。首先对该光学模拟器进行了系统描述,包括硬件组成和星图模拟软件设计。硬件选用的都是商用、现成的部组件,可大幅节约研发成本,缩短开发周期。其次,重点阐述屏幕亮度与恒星星等之间的关系,以及该光学模拟器的光学原理。最后对该光学模拟器的星图模拟进行实验测试,并介绍了一种基于Clohessy-Wiltshire (CW)方程的仅测角导航模型,用于硬件在环测试。验证了几何校正后的光学模拟器完全满足航天器中远距仅测角导航硬件在环测试要求,并得出相对于几何校正前,终端时刻的相对位置精度提高了25.5%,相对速度精度提高了31.3%。     

重频超宽带电磁脉冲对GPS导航接收机的效应研究

全球定位系统（GPS）在被广泛应用的同时,也容易受到外界的干扰,因此研究GPS导航接收机的可靠性具有重要意义。超宽带（UWB）电磁脉冲具有陡峭的上升沿和宽频谱,能够对GPS进行干扰,是一种新型导航干扰手段。通过分析重频超宽带电磁脉冲的能量谱线分布情况探究了其对GPS导航接收机的干扰机理,对重频UWB电磁脉冲对GPS接收机干扰效果与脉冲参数之间的关系进行了研究。结果表明：重频UWB电磁脉冲可以对导航接收机射频前端电路造成非线性干扰,降低接收机的捕获性能,提高脉冲场强或者重频可以增强干扰效果,甚至导致接收机失去捕获能力。     

基于幅频自校准的高精度LVDT模拟器设计

LVDT模拟器在航空发动机的测试系统中有着广泛的应用,针对传统模拟器中由于引入变压器导致精度低的缺点,从LVDT传感器原理出发,设计了一种幅频自校准方法,利用乘法型DAC芯片实现了电路合成模拟LVDT传感器的目的并克服了变压器的幅频响应,提高了LVDT模拟器在宽频率范围的仿真精度。该模拟器已成功应用于某型号发动控制系统的地面仿真测试系统中,达到了预期效果。     

飞行器GNSS接收机静电放电干扰效应分析

针对飞行器全球卫星导航系统接收机易受静电放电干扰的问题,研究了机体表面电晕放电与机务维修火花放电对接收机的干扰效应。分析了静电放电的时频域特征,使用针球电极与高压源组成的模拟器开展了电晕放电对接收机的前门耦合实验,证明了电晕脉冲产生的辐射场对接收机无明显干扰效应。基于人体金属ESD模型开展了火花放电对接收机的干扰效应实验,发现浪涌电流易导致接收机串口转换芯片电位波动,读写程序主循环卡死,应针对串口端进行静电阻抗器防护。     

异常环境下GNSS接收机性能测试平台开发

为了验证全球导航卫星系统(GNSS)接收机在电离层异常环境下的性能是否满足相应的技术规范要求,文章设计开发了GNSS接收机性能测试平台;该平台主要由信号仿真器、轨迹发生器、误差仿真模块、待测接收机以及性能测试模块组成,可以仿真不同电离层环境下的卫星信号,从而测定接收机在不同环境下的性能;详细介绍了误差仿真模块与测试模块的设计方案,并利用信号仿真器与接收机进行测试验证,证明了该平台的有效性。     

基于IODELAY原语SAR载荷模拟器延迟单元设计

针对星载合成孔径雷达中数传分系统接收数据时序拉偏测试需求,本文提出一种基于FPGA原语的SAR载荷模拟器延时单元设计与实现。该延迟单元采用IODELAY原语,通过时序约束实现正反向时钟拉偏功能。仿真与试验结果表明,该延迟单元时序调整范围可达-6ns至6ns,步进1ns,系统运行稳定,满足设计要求。     

基于C++Builder的换热器性能试验平台测控软件的开发

换热器性能测试是换热器设计过程中的重要环节,对其结构优化及性能评估具有重要作用。针对传统的换热器性能测试系统存在试验周期长、组合方案少,自动化水平不高、可重用应用性较差等不足,文章基于工业控制计算机和C++ Builder软件平台开发了换热器性能试验测控与仿真系统。该系统实现了试验工况参数的控制与过程仿真、试验数据的采集记录与分析处理等各项操作的自动化。文章在简要介绍换热器性能测试系统硬件设计的基础上,具体结合系统硬件介绍了利用C++ Builder制作的换热器仿真实验测控系统的方法及过程,最后给出换热器性能测试仿真实验用户界面及仿真实验运行结果。试验结果表明,测控系统具有交互界面良好、使用方便,可靠性高等特点,能够较好地满足换热器性能测试的要求。     

用于10GbpsTD-LTE的光接收器件的研究

针对目前TD-LTE产业的迅速发展,市场需求日益增大,对所用的10Gbps SFP+光收发合一模块在技术和成本上也提出了更高的要求。介绍了一款应用于10Gbps TD-LTE的光接收器件的设计,并对封装后的器件进行了测试及分析。该接收器件整体光电性能良好,同时具备低成本和低功耗的优势。     

基于持续集成的软件度量

软件度量是针对软件开发项目、过程及产品进行数据定义、收集和分析的持续度量化过程;持续集成工具上的的构建工程每天自动完成从版本库更新代码、静态检查、编译、出包、自动化用例测试等任务,在进行集成构建的过程中可以为软件度量提供多种相关的度量数据;结合工作实践,叙述了基于持续集成的软件度量的原理;软件度量管理涉及到的角色;软件度量实现过程;叙述了基于持续集成的两种类型的软件度量指标的定义以及提取方法;最后详细叙述了在软件度量过程中遇到的几个典型案例;工作实践表明在软件的开发过程中做好软件度量工作有助于软件开发部门控制、预测、和改进软件产品的质量与软件开发过程;从而提高软件质量和软件开发效率,降低软件开发成本。