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．     

伽利略卫星导航系统信号质量及定位性能分析

伽利略系统(Galileo)是全球四大卫星导航系统之一,目前已初步具备全球定位能力。研究Galileo的信号质量和双／三频定位性能不仅对Galileo系统应用具有重要价值,对多全球卫星导航系统（GNSS）融合定位也有重要促进作用。在使用基准站网(MGEX)地面跟踪站的基础上,分析了伽利略信号的载噪比、多路径、以及双／三频精密单点定位(PPP)的定位精度。结果表明,Galileo与GPS相比,载噪比E5> E5a≈E5b≈L5>E1≈L1>L2,多路径误差E5      

利用单频GPS／Galileo组合观测值的导航性能分析

针对不同观测值的初始方差比值,对比GPS／Galileo组合单点定位的结果。利用不同测站的观测数据和广播星历数据进行单频GPS／Galileo组合单点定位试验。结果表明,组合GPS／Galileo单点定位的平面方向精度优于2m,高程方向精度优于4m,点位精度优于5m;相比于GPS单系统,GPS／Galileo组合系统在平面方向的定位精度略有提高,高程方向的定位精度改善率为11％。同时给出基于4颗IOV卫星的Galileo单点定位结果。     

GPS L1C信号多径抑制性能分析

MBOC（multiplexed binary offset carrier）是GPS—GALILEO互用和兼容性工作组推荐的信号调制体制,其实现方式分为TMBOC和CBOC两种,其中TMBOC（6,1,4／33）已被GPSL1C信号所采用。多径是众多卫星导航系统应用的主要误差源之一,由于不具备时间和空间的相关性,无法通过差分技术消除。本文基于窄相关技术和Double—Delta技术对TMBOC（6,1,4／33）的抗多径性能进行了分析,并与BPSK（1）及BOC（1,1）进行了对比。在同等条件下,TMBOC（6,1,4／33）的抗多径性能优于或等同于BPSK（1）及BOC（1,1）。     

Galileo OS SIS ICD导航电文设计解析

欧盟在2010-04-13首次正式发布了Galileo公开服务空间信号接口控制文档(Galileo OS SIS ICD),标志着Galileo系统建设从概念设计、在轨验证到系统实施又迈进了重要一步,对全球导航卫星系统(GNSS)的发展具有重要意义。通过与GPS接口说明文档比较,解析了Galileo OS SIS ICD中导航电文结构设计和内容设计方面的思路和特点。解析表明,与GPS L1 C/A码导航电文设计相比,Galileo OS在导航电文设计上既有继承、亦有创新。整体设计体现了开放和灵活的特点,特别是在电文页流结构、电文星间交叉播发、兼容和互操作以及完好性方面的设计既体现了GNSS技术的发展,又体现了GNSS设计理念的进步。Galileo导航电文的设计理念不仅可为我国北斗卫星导航系统电文的设计提供参考,而且有利于加强与Galileo系统之间的互操作研究。     

BDS／Galileo系统观测数据质量分析

卫星导航系统观测数据质量的好坏直接影响到该系统全球化应用进程．本文重点分析评估了BDS／Galileo系统观测数据的质量,选用21个分布在全球各地MGEX观测站2019年年积日66-76日的观测数据,主要从数据可用率、数据完整率、多路径效应等方面对BDS／Galileo系统观测数据进行了质量评估,同时与GPS系统观测数据质量进行对比分析．实验结果表明:BDS／Galileo系统已具备全球定位能力,Galileo系统数据质量稍优于BDS／GPS,BDS和GPS基本上处于同一水平.      

利用GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP反演大气可降水量

为进一步改善精密单点定位（PPP）探测大气可降水量（PWV）的性能,本文提出采用GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP进行PWV反演的方法,并利用国内3个MGEX（multi-GNSS experiment）观测站的实测数据,对GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP在大气水汽探测方面的性能进行了评估。试验结果表明：相较于GPS PPP、GPS/BDS组合PPP和GPS/GLONASS组合PPP,GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP估计天顶对流层延迟（ZTD）的初始化时间分别缩短了33%、26%、20%,且能获得更高精度的ZTD估值和PWV信息,在大气水汽探测方面的性能更优。     

GPS现代化和Galileo运行准备的进展

根据2002～2004年这3年在美国举行的全球导航卫星系统的国际会议(CNSS,ION2002,ION2003,ION2004)将有关GPS现代化和Galileo试验卫生发展前的最新进展的有关内容作一综合介绍.介绍GPS现代化在美国军事方面和在民用方面考虑的主要内容;GPS现代化的计划进程及其进展;美国为了抗扰而发展了多种GPS信号重构的技术,确保在某些特定区域的美军能够正常使用GPS而不受影响,而在同一区域与美军对立的一方既不能使用民用GPS信号,也不能使用GPS的军码,至于在该特定区域以外的民间GPS用户,则依然能够正常使用GPS;此外,还介绍GPS空基和陆基的增强系统,重点介绍由美国大地测量局(NGS)主持运行的GPS陆基增强系统(COPS).第2部分介绍Galileo的运行准备工作,包括Galileo卫星空间构形的调整,卫星信号和电文格式的调整,Galileo时间尺度和钟差的调整,以及Galileo发布运输导航安全性数据的调整等.     

Galileo系统特性简析

本文描述了Galileo系统的组成和信号结构，并将其与当前已投入使用的GPS和GLONASS系统进行了比较。文中的各项数据来源均来自Galileo办公室正式发布的文件，翔实可靠，可以作为设计Galileo用户终端的参考。     

Galileo系统频率和信号设计现状

介绍了Galileo系统频率和信号设计方案。对Galileo系统选用的信号频段、各频段的中心频率、码率等主要参数、Galileo系统服务与信号的对应关系进行了研究。并对Galileo系统和GPS系统的兼容性和协同工作性进行了比较分析。     

Galileo系统的频率和信号结构

根据近期公布的由Galileo信号任务组制订的Galileo频率和信号结构计划，列出了Galileo选用的频率和信号结构，包括数据周期，伪随机噪声码扩频的实施等，它考虑了和GPS系统的全兼容和相互共用问题，但对码序列选择、导航电文格式内容等方面尚未确定，有待今后进一步研究确定后公布。     

伽利略系统信号调制体制研究

伽利略卫星导航系统的第一颗实验卫星已经发射到太空。在信号调制方面，除使用二元偏置载波（BOC）调制技术外，还首次使用了交替二元偏置载波（ALTBOC）调制技术。总结了伽利略卫星导航系统各信号的信号调制方式、各频段的信号调制体制，特别是BOC调制及ALTBOC调制技术的基本原理。然后，通过对伽利略卫星导航系统调制参数变动过程的研究，分析了在频谱及调制体制方面伽利略卫星导航系统与GPS的兼容性。     

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。      

GNSS互操作若干问题

GNSS兼容与互操作是国际卫星导航领域的热点议题,也是用户实现多系统融合导航必须具备的条件。本文首先介绍了兼容与互操作的基本概念;简要分析了多GNSS系统互操作的基本趋势及GNSS4大核心系统信号互操作的现状;分析了现有北斗卫星导航系统(BDS)在信号互操作方面存在的问题,指出其对用户接收机制造商和多GNSS用户的影响;分析了坐标基准和坐标框架在互操作方面存在的问题及其可能带来的影响,指出坐标系统的实现、维持甚至更新策略带来的误差都可能给多GNSS互操作及导航定位结果带来影响;讨论了时间基准互操作存在的问题,以及可能的解决措施。最后归纳了本文的主要结论。     

GNSS相应坐标系之间的关系及其影响

不同的GNSS采用的坐标系定义几乎相近,但参考椭球及其坐标实现不同,这将影响多GNSS融合导航定位效果。根据各GNSS坐标系所采用参考椭球的基本常数,计算比较了不同坐标系参考椭球参数的差异;导出了相应的正常重力公式,比较了这些正常重力公式确定的正常重力值差异;最后分别从坐标系统的定义与实现两个方面分析了其对定位结果的影响。结果表明:1)GPS(BDS)与Galileo和GLONASS所使用的参考椭球引起正常重力差约为0.15和0.30 mgal;2)GPS与BDS,Galileo及GLONASS所使用参考椭球引起纬度分量最大差异约为0.1 mm,3 cm和3 cm,高程分量约为0.1 mm,0.5 m和1 m;3)各GNSS所使用坐标框架间转换参数引起的坐标变化达到厘米级。     

一种新的BOC调制无模糊跟踪鉴别器设计

建立了导航接收机码跟踪延迟锁定环的数学模型,讨论了DP和EMLP鉴别器在不同信号、不同前端滤波器带宽的鉴别曲线特性,阐述了BOC调制模糊跟踪产生的原因。针对BOC调制信号的模糊跟踪问题,从BOC调制的机理出发,将BOC调制分成伪码和副栽波两部分分析,阐述了一种新的鉴别器设计。实验表明：新鉴别器设计,鉴别曲线线性跟踪区域斜率最高为9,可实现BOC调制的无模糊跟踪。     

Assessing the IRNSS L5-signal in combination with GPS,Galileo, and QZSS L5/E5a-signals for positioning and navigation

The Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS), which is being developed for positioning services in and around India, is the latest addition to the global family of satellite-based navigation systems. As IRNSS only shares the L5-frequency with GPS, the European Galileo, and the Japanese Quasi-Zenith Satellite System (QZSS), it has at least at present a limited interoperability with the existing systems. Noting that the L5-frequency capability is under development even for GPS, this contribution assesses the interoperability of the IRNSS L5-signal with the GPS, Galileo, and QZSS L5/E5a-signals for positioning and navigation using real data collected in Perth, Australia. First, the noise characteristic of the IRNSS L5-signal and its comparison with that of the GPS, Galileo, and QZSS L1/E1- and L5/E5a-signals is presented. Then, the L5-observables of combined systems (formed from IRNSS, GPS, Galileo, and QZSS) are assessed for real-time kinematic positioning using the standard LAMBDA method and for instantaneous attitude determination using the constrained LAMBDA method. The results show that the IRNSS L5-signal has comparable noise characteristics as that of the other L5/E5a-signals. For single-frequency carrier phase-based positioning and navigation, the results show better ambiguity resolution performance of L5/E5a-only processing than that of L1/E1-only processing.