Compass导航信号性能评估研究

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;对于特殊用户,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.     

Compass B1信号设计中的非对称ALTBOC复用技术

中国第二代卫星导航系统(Compass)将分为区域和全球系统2个阶段完成,使得研发多路导航信号复用技术实现Compass的平稳过渡问题成为一项紧迫任务。该文提出了一种非对称ALTBOC复用技术,通过复子载波将调制在2个不同中心频点,具有不同调制方式和码速率的4路二进制信号分量恒包络复用在同一载波上。仿真结果表明:该方法复用损耗小于1dB,在非匹配接收模式下,采用4MHz带宽和10MHz带宽接收的相关信噪比损耗分别约为1.5dB和1.1dB,具有较高的复用效率和较好的信号接收性能,是实现Compass B1区域信号和全球信号平稳过渡的有效解决方案。     

导航系统中短码受到系统内干扰的分析方法

针对利用干扰系数计算系统内干扰时,用码片的功率谱代替导航信号功率谱的探讨.提出以干扰系数随多普勒频偏的波动范围大于2 dB为短码的界定指标.若导航信号的数据速率小于码速率除以码长,则界定为短码,否则视为长码.当信号为长码时才可用码片的功率谱代替导航信号的功率谱.以美国的全球定位系统(GPS)L1频段上的C/A码为例,对短码受到的系统内干扰进行了分析.     

变电站复杂电磁环境对北斗定位及通信的影响分析

北斗卫星导航系统在电力行业的应用不可避免地面临电力复杂电磁环境的干扰问题,简要地介绍了输变电工程中工频电磁环境的基本情况,以及近几年国内外学者对变电站内工频电磁场的计算、测量和分析等取得的成果.在此基础上,通过在110 kV、500 kV和1000 kV的不同电压等级变电站内不同的位置部署观测点,进行北斗卫星导航系统定位和通信功能的测试和分析,论证了在变电站内复杂电磁环境下开展北斗导航定位及通信作业的可行性.     

基于北斗导航定位系统的区域CORS系统建立

CORS系统通过连续运行的固定参考站获取卫星观测数据,通过数据处理自动地向用户发布不同类型的GPS原始数据和改正数据,用户即可实现高精度的快速的或事后的导航定位。随着北斗卫星导航系统的组网建设完成,北斗卫星导航系统的定位精度和应用能力逐步增强,基于北斗增强的CORS系统组网建设具有重要意义。本文对区域CORS系统进行了深入研究,依托于CORS系统的建设项目,完成了北斗导航定位系统CORS系统建设及测试工作,获得了有益的结论。     

CATV系统的载噪比

探讨了CATV系统载噪比的计算公式及各种影响因素,并提出了提高载噪比的一些具体措施。     

连续波干扰下卫星导航信号的ADC量化损耗分析

地球表面接收到的卫星导航信号强度通常远低于环境热噪声,并且其所处电磁环境越来越复杂,人们越来越关心在干扰环境下导航接收机的工作性能。模数转换器(ADC)作为数字式导航接收机中射频通道与基带处理的中间环节,其量化造成的有用信号损耗直接影响着接收机的整体性能。对于连续波干扰(CWI)与热噪声环境下ADC量化对卫星导航信号的影响,现有文献大多是基于数值模拟实验寻找答案,缺少理论推导。通过概率统计理论深入研究了在CWI干扰环境下任意位数(bits)ADC均匀量化对接收机相关信干噪比的影响,得出了明确的量化后信干噪比表达式,并给出近似最优的ADC量化门限选取法则。通过数学推导和仿真分析得出结论,在没有辅助抗干扰手段和采用均匀量化的情况下,2 bit的ADC量化即可达到最大的输出信干噪比。     

移动通信系统的电磁兼容性设计

近年来,随着通信技术的迅速发展,各种类型的无线电通讯网络在我国相继建立起来。如果在系统组网时,不对电磁兼容问题给予足够的重视,将会引起本网与其它网之间的相互干扰以及自身的干扰,文章就移动通信组网的电磁兼容性设计提出了几点意见。     

CATV系统最低输入电平的探讨

本文探讨了CATV系统最低输入电平的计算公式及各种影响因素,并提出了提高载噪比的一些具体措施。     

电缆电视系统方案设计

本文介绍共用天线、前端、干线传输系统的设计方案．针对系统中可能出现的信号干扰进行了分析、处理，并参照ＧＢ３１７４－８２对系统各部分的输入输出电平提出了明确的设计与计算方法．     

卫星导航系统自主导航技术研究与验证

本文结合全球卫星导航系统自主导航技术发展现状,介绍了自主导航能力的发展特点及重要作用,分析设计了卫星导航系统自主导航体系架构,并对自主导航关键的时空基准保持技术进行了分析,提出了基于星间观测的完全自主导航的滤波算法、滤波状态噪声协方差信息选择方法及自主导航星载数据处理方法.论证了基于地面观测数据(锚固站)的半自主导航方法,比较了不同锚固站分布、数量及观测周期对自主导航性能的影响,并利用一套地面仿真试验系统验证了自主和半自主模式下的精密定轨和时间同步精度,可为卫星导航系统自主导航设计提供参考.     

Contribution of the Compass satellite navigation system to global PNT users

As one of the four global satellite navigation systems,Compass not only enhances satellite visibility and availability for positioning,navigation and timing (PNT) for users in China and the surrounding areas,but also improves PNT precision for global users.The improvements in satellite visibility and the dilution of precision are analyzed under GNSS compatibility and interoperation conditions.The contribution of the Compass satellite navigation system to global users,especially the benefits that users can a...     

基于HouseHold变换的全球卫星导航

研究传统最小二乘和卡尔曼滤波方法求解GNSS(Global Navigation Satellite System)观测方程时接收机钟差参数的处理策略,将失效的接收机钟差参数通过矩阵变换的方式消除.针对计算机截断误差可能会造成卡尔曼滤波结果发散的现象,将HouseHold变换用于GNSS观测方程参数求解中,根据其建立的正交矩阵的特性,导出求解公式.结果表明,该方法在理论上可消除计算机截断误差的影响,且在储存空间上仅为传统方法的一半,可有效节约计算机资源.     

北斗卫星导航定位中PVT解算的研究与应用

PVT解算是北斗卫星导航定位系统用户接收机后端信息处理部分,输出结果即为客户直接见到的位置、速度和时间信息。在常规解算方法基础上,提出并分析了Kalman滤波在PVT解算中的应用,解决了目前我国北斗卫星数目少,不能用类似GPS的PVT解算方法来计算的问题,一定程度上提高了定位精度。     

基于多接收机的本地监测系统监测算法研究

本地监测系统可以增强卫星导航系统的性能以满足航空用户的需求。针对目前单接收机本地监测系统在进近着陆应用中各导航性能存在的不足,提出了一种基于多接收机的本地监测系统完好性监测算法。该算法考虑了地面接收机故障对用户安全造成的影响,从而提高了系统的完好性。另外,该算法通过利用既有的增强系统完好性信息,改善了系统对本地差分修正误差的监测能力;并且通过使用卫星信号双频观测量,提高了用户的观测精度。上述优化可有效降低保护门限值,最终达到提高系统可用性的目的。应用该算法增强北斗卫星导航(区域)系统,可在我国及周边地区满足I类精密进近的性能指标要求,并且平均可用性达到95.57%。     

中介曲面法处理G~2兼容性约束条件

提出一种曲面拼接中分离二阶几何连续兼容性约束的新方法．与直接解约束方程的方法不同，这里使顶点周围曲面片的法向投影与顶点处某一中介曲面具有若干阶逼近，就能分离法向约束，再通过拼接函数的端点值及端点导数的选取使约束的切平面投影得到满足．     

一种基于二次型约束最小二乘法的瞬时单点定位算法

在某些具有鲁棒性要求的应用中,标准单点定位(standard single-point positioning,SPP)仍然发挥着至关重要的作用.但是经典SPP的定位精度仍然为米级,不足以满足一些实际应用的需求,如水文测量和机场场面活动的车辆等.针对该问题,通过将先验高度信息融入到SPP算法中来实现瞬时亚米级定位精度,提出了一种基于二次型等式约束最小二乘估计的SPP定位方法.利用实测的GPS(global positioning system)卫星观测数据进行SPP实验,实验结果表明,与无约束SPP相比,本方法有效地改善了定位精度,并且不依赖于载波相位测量,有较高的鲁棒性.     

北斗卫星导航系统安全和完好性监测现状与发展

 随着导航现代化概念研究的深化,安全和完好性已成为全球导航卫星系统（GNSS）至关重要的性能指标。本文从导航战角度讨论了系统安全的内涵及组成,以及系统完好性监测的必要性和监测评估方法。结合北斗卫星导航系统建设,着重介绍了在信号传输体制设计、频率规划与协调、抗干扰体系建设、星间链路和完好性监测方面取得的关键技术突破和研究成果。最后,讨论了卫星导航发展趋势。     

PET／ECDP／PEG共混体系相容性的研究

根据B.Schneier公式计算了PET／PEG共混体系△Hm值,推算了体系的相容性;利用调和方程和接触角的测定得到PET／PEG及PEG同PET／ECDP界面张力。     

一种机载综合射频系统兼容能力试验方法

装备射频系统的兼容性是确保装备生存力和战斗力的一项重要综合能力。由于射频兼容涉及众多射频设备,交联关系复杂,对其的试验考核一直是装备综合能力试验的重点和难点。基于此,本文提出了一种机载综合射频系统兼容能力试验方法。本文首先介绍了综合射频系统兼容工作的基本原理,作为兼容能力试验方法设计的基础。进一步提出了基于正交法的射频兼容能力试验内容设计方法,从射频设备、射频设备工作模式进行了多层次的正交矩阵设计,并给出了试验设计结果的一般筛选原则。在此基础上,从功能和性能两个方面研究给出了射频兼容能力的评估准则,进而构建了一套射频兼容能力试验设计与评估方法。本文基于研究方法以某航空装备平台为例进行了案例分析,结果表明本文方法可以有效地支持对机载综合射频系统兼容能力的试验内容设计和兼容能力评估。