基于ADS-B导航完好性指标多级GNSS干扰监测方法

由于卫星信号较为微弱,易受到各种有意和无意的干扰,使得全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）不能安全、可靠的提供服务,GNSS干扰监测方法的研究对于保障民航飞行安全具有重要意义。本文利用GNSS射频干扰所导致的广播式自动相关监视（ADS-B）数据中导航完好性指标的变化特性,给出结合受干扰影响航班粗监测以及精细监测的多级GNSS射频干扰监测方法。首先对ADS-B数据导航完好性级别（Navigation Integrity Category, NIC）进行统计分析实现受干扰影响航班的粗监测,再依据干扰发生时多个航班在干扰区域会同时受到影响,具有空间上的聚集性,利用MeanShift聚类方法实现GNSS射频干扰的精细监测,提取干扰发生的起始与终止点所对应的时间与位置信息。实验结果与QAR（Quick Access Recorder,QAR）数据得到的干扰监测结果进行对比分析,验证所提方法的有效性。      

GNSS系统中通信服务能力比较与电文播发策略研究

随着世界各大导航卫星系统(GNSS)导航定位授时服务性能的日渐完善,在卫星导航系统中发展通信能力逐渐成为趋势,除了北斗系统明确宣布提供导航定位授时和通信数传两大类服务,其他GNSS系统中也出现了部分通信导航融合的服务功能。系统地梳理了欧洲伽利略(Galileo)、日本准天顶卫星系统(QZSS)、印度卫星导航系统(NavIC)和中国北斗卫星导航系统(BDS)目前已经具备或正在发展中的单向通信服务能力,提出了从通信容量、定位实时性、链路鲁棒性和服务弹性4个维度评估通导融合电文性能,综合比较了目前GNSS信号中的通导融合电文性能。针对北斗B2b电文基本框架,提出了一种首次定位时间(TTFF)约束下的竞争式通导融合电文播发策略,兼顾了通信容量与定位实时性两方面性能的动态平衡,为GNSS中通导融合服务的持续优化设计提供参考。     

基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。     

多波束数据传输技术研究

高速实时数字多波束成形系统主要采用光纤传输技术传输数据,而光纤可能受到体积、光衰、价格、安装等限制,引入高清数字视频传输技术可以有效解决此问题。提出了一种同轴电缆多波束数据传输方案,该方案由高速串行收发器、驱动器、均衡器等组成,其原理是基于串行数字接口技术实现多波束数据高速传输。设计了仿真实验并进行了实物测试,仿真和测试结果表明该方案可以达到与光纤传输方案相同的性能。     

近红外二区荧光手术导航探针研究进展

肿瘤是严重威胁人类健康和社会发展的重大公共卫生问题之一。针对肿瘤的治疗,外科手术切除仍是最普遍、最理想的策略。目前,外科医师在术中主要通过肉眼观察、超声等方法确定肿瘤边界、残余病灶以及微小转移病灶,然而,这些方式存在手术切缘肿瘤易残留、难以实时发现微小转移灶等问题,导致肿瘤术后复发、转移率高,严重影响病人的预后和远期生存。荧光手术导航的快速发展为解决这一问题提供了新的技术支撑。本文聚焦于荧光手术导航用荧光探针,重点对荧光手术导航系统和各类有机、无机近红外二区荧光分子探针进行系统阐述,分析其临床转化与应用面临的瓶颈问题,探讨可能的解决思路,以期为国内外相关领域的研究提供思路与参考。     

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4 介质基板构建的 方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带 线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表 明:天线尺寸为0. 111λ0 ×0. 111λ0 ×0. 221λ0(λ0 为北斗B2 中心频率1. 207 GHz 对应的自由空间波长),S11 ≤ -10 dB 的阻抗带宽为1. 158~1. 778 GHz,轴比≤3 dB 的圆极化带宽为1. 133~1. 918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过 简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。     

基于RDSS和RNSS的北斗定位装置设计

针对飞行过程中的定位问题,设计了一款高功率、体积小的新型定位装置。该定位装置主要由北斗模块、单片机模块和供电模块三部分组成。北斗模块由RDSS和RNSS模块集成,信标工作时首先通过RNSS快速获取定位数据,定位数据经过单片机处理后通过RDSS发送至卫星,然后地面短报文接收机接收到数据,最终传输至上位机,将经度、纬度等参数详细转换并呈现至上位机界面。本设计采用双北斗模块和多接收模块保证发射频率和接收效率。经过连续的测试后,新型定位装置运行状态稳定,通信成功率≥95％,能够达到预期要求。     

基于周期截断数据矩阵奇异值分解的干扰抑制技术

针对现有适用于单天线接收机的干扰抑制技术难以为周期调频(PFM)干扰和卫星导航信号提供足够分离度,导致消除干扰成分时卫星导航信号损伤较大的问题,该文提出一种基于周期截断数据矩阵奇异值分解的干扰抑制方法。利用调频干扰信号的周期性把分散在较大带宽的能量集中到重排数据中几个甚至单个频点;进而采用奇异值分解(SVD)将干扰与期望信号映射进不同的投影子空间以消除干扰成分。仿真结果表明该方法可以降低在剔除干扰时卫星导航信号损失,提升卫星导航接收机对抗宽带周期调频干扰的能力。     

洛克希德·马丁公司完成 GPSIII卫星导航有效载荷研制

负责开发美国空军“下一代全球定位系统（GPSIII）”的洛克希德·马丁公司已经完成了GPSIII项目的“探路者”，即GPSIII非飞行卫星试验平台（GNST）的主要集成和测试。这一具有里程碑意义的事件使GPSIII团队有望在2014年交付首颗卫星。