基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路的性能分析

在Galileo系统建设和GPS现代化的进程中，为实现与BPSK（Bi-phase Shift Keying）的频谱分离，采用了BOC（Binary Offset Carrier）调制。BOC调制在码跟踪精度、多径抑制等方面比BPSK调制具有更好的性能，但其自相关函数的多相关峰特性使得在测距中可能产生偏差，因此，消除相关峰的模糊度是BOC信号接收中非常关键的问题。介绍了一种基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路（“BOC十QBOC-BOC”），并推导出该环路码跟踪性能的解析表达式，最后的仿真结果验证了理论推导的正确性，可为BOC信号接收机的设计提供参考。     

高阶BOC调制信号无模糊跟踪技术性能比较

BOC调制方式提升了导航信号的性能和频谱资源利用率,但是自相关函数的多峰特性使信号接收面临新的问题。本文研究高阶BOC调制方式及其无模糊跟踪技术,主要分析了Bump-Jump算法、BPSK-like算法、SCPC算法和双环路算法,比较不同跟踪技术的硬件复杂度、计算复杂度、跟踪精度和跟踪稳定性,结果可为接收机设计提供参考。     

GNSS的兼容与互操作初步研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是Galileo和QZSS计划的提出,卫星导航领域提出了兼容与互操作的概念,并日益受到重视。增强与已有系统之间的兼容与互操作已经成为GNSS的一种发展趋势,因此,有必要对GNSS的兼容与互操作展开研究。在简述GNSS的兼容与互操作提出背景的基础上,分析了相应概念之间的区别和联系。基于GNSS兼容与互操作的3个关键因素,分别分析了兼容与互操作在空间信号、时间框架、大地坐标框架选取方面的应用体现以及产生的影响。最后提出了目前GNSS兼容与互操作研究可以展开的几个方向。     

GNSS的兼容与互操作初步研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是Galileo和QZSS计划的提出,卫星导航领域提出了兼容与互操作的概念,并日益受到重视.增强与已有系统之间的兼容与互操作已经成为GNSS的一种发展趋势,因此,有必要对GNSS的兼容与互操作展开研究.在简述GNSS的兼容与互操作提出背景的基础上,分析了相应概念之间的区别和联系.基于GNSS兼容与互操作的3个关键因素,分别分析了兼容与互操作在空间信号、时间框架、大地坐标框架选取方面的应用体现以及产生的影响.最后提出了目前GNSS兼容与互操作研究可以展开的几个方向.     

CCRW技术在MBOC调制信号下多径抑制性能

由于频谱与二相移键控（BPSK）信号有较好的分离度且具有良好的跟踪性能,多元二进制偏置载波（MBOC）调制为GPS现代化和Galileo系统所采用,其多径抑制技术也成为研究热点。选取了四种典型的码相关参考波形（CCRW）技术,研究了其应用于MBOC信号时的多径抑制性能,并与BPSK和BOC（1,1）调制下的多径抑制性能进行了比较。通过仿真可知,在同等条件下,W2、W3、w4CCRW技术在时系多元二进制偏置载波（TMBOC）调制下多径抑制性能最差,在二进制偏置载波（CBOC）调制下性能最优,但三种方法均优于W1CCRW．     

利用直达波导频信号的高频外辐射源雷达接收阵列校正方法

基于数字调幅广播(DRM)的特点,提出了一种利用直达波频率导频信号的高频外辐射源接收阵列幅相一致性校正新方法。首先介绍了DRM广播的信号结构,分析了其导频信号作为校正源的可行性;考虑到高频段电磁环境和传播环境的时变非平稳特性,提出了一种基于平移不变阵元偶在时间上优选直达波校正数据的方法;最后结合地波模式和天波传播模式高频外辐射源雷达实测多通道数据,比较了该方法与其他辅助定标源方法用于接收阵列校正的效果,分析结果证实了该方法的有效性。     

NH码对新一代GNSS信号捕获跟踪的影响

针对传统跟踪环路在跟踪调制有NH码的GNSS信号时性能下降的问题,在建立接收信号模型的基础上,推导了积分清零电路中积分幅值的概率密度函数,通过分析频率误差与积分幅值的关系,对NH码调制造成的跟踪性能下降的原因进行了研究,结论表明,调制有NH码的GNSS跟踪要求信号捕获得到的多谱勒频率偏差更小。通过软硬件接收机对常用的鉴频器进行了测试,结果表明,频率误差较大时二象限鉴频器无法锁定,四象限鉴频会导致频率误锁,而精细捕获后采用二象限鉴频能正确跟踪信号,与理论分析一致。     

基于APDM的长输油气管线数据互操作研究

随着空间信息技术应用的不断深入,在长输油气管线行业中,积累了越来越多的管线数据资料。然而,由于空间数据格式限制,影响了数据资料的共享使用,造成了大量数据资料浪费及数据重复录入。本文从长输油气管线数据的特点出发,借鉴已有的GIS/CAD数据互操作研究成果,参考ESRI的长输管线数据模型APDM,提出了一种管线数据互操作方案,并在ArcGIS/AutoCAD平台下实现,证明该方案的可行性。     

阵元指向性对合成孔径声呐成像的影响

传统合成孔径声呐回波仿真一般仅考虑3 dB波束宽度内接收的回波信号,忽略了收、发阵元宽频带指向性调制的实际问题.针对这一问题,根据声呐收、发阵元与目标间的瞬时几何关系,研究收、发阵元指向性调制的合成孔径声呐回波仿真方法.在此基础上,结合后向投影成像算法讨论收、发阵元指向性对成像性能的影响,并类比基于加权的传统阵列信号处...     

交替二进制偏移载波调制技术特性分析

从基本的双码交替二进制偏移栽波（AltBOC）调制模型出发,结合数学仿真深入研究双码AltBOC、标准AltBOC和恒定包络AltBOC调制原理;重点分析比较了标准Ait—BOC和恒定包络AltBOC调制技术的副载波特点、频谱特性及其对接收机设计产生的影响;利用查表法仿真实现无任何干扰情况下伽利略（Galileo）E5信号,进一步验证了将恒定包络AltBOC调制作为卫星导航信号调制方案的优势,为接收机设计中AltBOC信号的接收处理方式的确定提供了重要的理论依据。     

Galileo civil signal modulations

Spectrum limitations for navigation systems require that the various navigation signals broadcast by the Galileo system must be combined and must utilize bandwidth-efficient modulations. At the L1 band, one of the most important questions is how to combine all the Open Service signals and the Public Regulated Service signal at the payload level, while maintaining good performance at reception. The Interplex modulation, a particular phase-shifted-keyed/phase modulation (PSK/PM), was chosen to transmit these signals because it is a constant-envelope modulation, thereby allowing the use of saturated power amplifiers with limited signal distortion. The Interplex modulation was also taken as baseline at the E6 band to transmit the three channels and the services associated on the same carrier frequency. At the E5 band, the modulation must combine two different services on a same constant envelope composite signal, while keeping the simplicity of a BOC implementation. The constant envelope Alternate Binary Offset Carrier (ALTBOC) modulation was chosen as the solution to transmit the Galileo E5 band signal. The main objective of this paper is to study these Galileo modulations. After the introduction, the E5 band signals are described, followed by the Alternate BOC modulation which has been chosen to transmit them. The second part describes the general formulation of the Interplex modulation and its key parameters for an optimal multiplexing of the Galileo L1 band signals. Since the Galileo Open Service signals at the L1 band are still not yet completely specified, different test cases are considered and their impact on the resulting choice for the Interplex modulation parameters is exposed.     

基于循环相关函数的北斗卫星导航抗干扰算法

当前国内外卫星导航信号空域抗干扰技术,或者需要信号到达角(DOA)信息,或者需要参考信号先验信息,或者会对导航信号和干扰同时抑制,无法形成最优的输出信干噪比(SINR),或者仅对白噪声干扰有效,无法抑制人造干扰。针对上述问题,本文提出了基于循环平稳特性的北斗抗干扰盲波束形成新算法。本文首先分析了人造干扰和北斗信号的循环平稳特性,基于此分析构造了新的盲波束形成算法的代价函数,并采用了拉格朗日方法推导了算法的解。该方法无需DOA和参考信号先验信息,可以形成阵列增益,得到最优输出SINR,可以同时抑制宽带白噪声干扰和人造调制干扰。理论分析和仿真结果证明了该方法的有效性。      

一种改进的互复用调制方法

针对传统的互复用调制方法中,8种不同的输入信号组合值与6个不同相位量之间对应关系模糊的问题,提出了三码八相的互复用调制方法。基于三码八相互复用调制方法,利用与3路输入信号相关的指数因子,推导出了新的互复用基带调制信号表达式,实现了复用调制信号的相位翻转,得到了8个不同的相位值。仿真结果显示,三码八相互复用调制方法,保证了复用调制信号的恒包络特性,解决了输入码组合值与相位量之间对应关系的模糊度问题,研究结果对于GNSS组合中的信号调制有一定的参考价值。     

基于GPS与GIS集成的车辆导航系统设计与实现

介绍了基于GPS与GIS集成的车辆导航系统设计与实现 ,探讨了导航系统中电子地图的空间数据组织 ,提出了GPS信号与GIS路网数据匹配、快速的邮路选择、最佳路径选择、地图随驾驶方向快速实时旋转技术及语音提示、语音识别技术的使用。     

Unbalanced AltBOC: a Compass B1 candidate with generalized MPOCET technique

With the proposed new GNSS signals, enhanced navigation performance is expected in both civil and military applications. However, these new signals introduce the difficulty of combining multiple signal components into a constant-envelope signal. For the Compass B1 band, the problem is to multiplex a QPSK(2) signal and a new multiplexed binary offset carrier (MBOC) signal with a center frequency difference of 14.322 MHz. One approach for multiplexing spreading codes is the phase-optimized constant-envelope transmission (POCET) method proposed for the GPS L1 band. However, only binary spreading codes are considered in POCET. We first generalize the POCET method as a multilevel POCET (MPOCET) algorithm for multilevel coded signals. A new implementation of the alternative binary offset carrier (AltBOC) generator is derived from MPOCET. Secondly, the multiplexing problem for Compass is modeled by MPOCET. Multilevel subcarriers of AltBOC are adopted in the model. As a result, an 8-PSK unbalanced AltBOC (UAltBOC) modulation, which has a QPSK(2) signal at the lower sideband and a TMBOC signal at the upper sideband, is obtained. Simulations for signal model validation and power spectrum analysis are conducted. Numerical results indicate that UAltBOC successfully combines the QPSK and TMBOC signals with only 0.16-dB additional combining loss compared to AltBOC. The proposed MPOCET technique is demonstrated as a unified multiplexing method for navigation signals.     

合成孔径雷达基带数字信号源的设计与开发

基带数字信号源是合成孔径雷达 (SAR)系统中的关键设备 ,开发基带数字信号源对于满足SAR向多分辨率、多模式的发展具有重要的意义。随着SAR信号处理的完全数字化 ,基带数字信号源已经替代以往使用的声表面波器件 (SAW ) ,成为SAR数字线性调频产生单元的一部分 ,能够为雷达提供所需发射的各种波形信号。同时 ,面对复杂的SAR系统 ,如何测试和验证SAR设备的功能是开发人员所必须面对的重要环节。高速数字信号源的研制 ,对测试雷达视频信号处理设备有着十分重要的意义。该文首先简要介绍了数字信号源在SAR中的作用 ,然后 ,从理论上详细分析了基带数字线性调频信号的产生原理和设计过程 ;讨论并提出了数字信号源作为雷达视频信号处理测试设备的作用 ;给出了按照上述两种功能研制的高速基带数字信号源的性能、组成及其设计方案。     

A modeling language to support the interoperability of global navigation satellite systems

The availability of multiple Global Navigation Satellite Systems (GNSS) will offer the opportunity to provide seamless navigation services and improved positioning performance. However, before this opportunity can be exploited, a number of issues need to be solved to ensure the compatibility and interoperability of existing GNSS. In particular, the GNSS interoperability can be technically defined as the capability of receivers to compute their global position using two or more GNSS signals. This capability can be more effectively achieved if Signal-In-Space interface specifications are available in a consistent, unambiguous, and possibly standard format, which can support engineers to design interoperable receivers. We aim to support the design of interoperable receivers with the introduction of the Interface Communication Modeling Language (ICML), a graphical language for the formal specification of Signal-In-Space interfaces. The ICML language enables receiver engineers to specify these interfaces at different levels of abstraction, such as analog signal or binary data. In addition, the ICML language also supports the specification of conversion routines between adjacent levels, for the representation of the dynamic aspects—e.g., convolution and encryption processes—of the interface specification. As such, the ICML language proposes an alternative format to textual-based interface specifications and can possibly integrate with the ongoing trend of the Model-based Systems Engineering approaches. We present the structure of the framework implementing the language and an example ICML-based specification for a simplified and reduced version of the Galileo Freely Accessible Navigation (F/NAV) message. The language metamodel is also attached for technical reference. An important caveat: no endorsement is made for the use of the ICML language for the official Galileo Signal-In-Space interface specification.     

GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获方法

随着我国北斗导航系统“全球组网”序幕的拉开,设计实现接收机的兼容互操作功能已变成接收机设计领域的一个研究热点。文中针对GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获环节设计中遇到的处理时间长、捕获精度低、硬件资源消耗大、兼容性差等问题,设计一种基于频域处理的信号捕获算法。该算法在传统频域捕获的基础上,优化频域转换资源利用与遍历方式,在能量累加方面加入相干与非相干累加方式,达到微弱信号捕获。借助Xilinx软件Vivado及其仿真工具,对整个捕获系统进行了仿真实现,验证了算法设计的准确性,本算法可以捕获信号功率-135 dB以上的信号,可捕获的载波多普勒频率范围满足实际工程需求。在实际工程验证中,本算法能较好地满足工程应用性能要求。      

多传感器与道路网数据用于汽车导航的研究

对车载导航系统中GPS接收机，车论计数器和电子罗盘传感器数据与导航电子地图所提供的道路网络数据进行了综合处理，建立了道路网络数据的网络拓扑关系，在此基础上提出了基于道路网络拓扑关系，利用GPS接收机，车轮计数器和电子罗盘传感器对汽车进行实时定位的算法。最后，对导航中汽车的定位误差进行了分析。实验证明，GPS接收机，车轮计数器和电子罗盘传感器与道路网络数据综合，在导航过程中能够补偿GPS信号技失，实时、高精度、高可靠性地确定汽车的位置。