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。     

BOC和BPSK信号的码跟踪性能比较

在导航接收机的伪距测量中,码跟踪精度起着重要作用,而码跟踪环路的性能由码鉴相器的鉴相曲线决定。本文首先介绍了BOC(1,1)信号的功率谱特性和自相关特性,然后通过仿真分析BOC(1,1)和BPSK(1)两种信号的非相干延迟锁定环的鉴相器输出和环路跟踪误差,得出两种信号在码跟踪性能上的差异。通过比较发现,BOC信号较BPSK信号在跟踪的鲁棒性和精度等方面具有显著优势。     

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。     

一种适用于航空影像的无参考模糊探测方法

针对侧风、强风、湍流等飞行环境容易造成航空影像运动模糊,严重影响航空影像质量,同时航空影像数据量大,手动挑选模糊影像费时费力的问题,为了提高航摄内业人员的工作效率,该文研究一种适用于航空影像的自动模糊探测方法,以主流的无参考再模糊算法Reblur和无参考结构清晰度算法NRSS为基础,结合航空影像具有丰富地物的特点,对影像进行分块处理,计算所有字块的Reblur和NRSS模糊探测值,最后得到整幅影像的模糊探测值。其中,再模糊算法通过计算待测影像和参考影像的水平和垂直运动方向上的灰度变化来评价图像模糊度;NRSS算法在结构相似度SSIM算法基础上加入梯度信息提取和高斯滤波等改进,通过计算结构相似度评价图像模糊度。实验结果表明,该文研究的无参考模糊影像探测方法适用于航空影像数据,其评价结果与人眼主观评价结果具有较高的一致性,能够准确地缩小模糊影像的查找范围,极大地提高了航摄内业效率。     

一种新的中长基线BDS三频模糊度快速解算方法

虽然TCAR能够实现短基线三频模糊度单历元解算,但由于电离层延迟及观测噪声等的影响,中长基线三频模糊度快速解算仍然是导航定位的一大难点。本文提出了一种新的无几何无电离层三频模糊度解算方法。该方法通过对伪距观测值赋予不同的权重,辅助宽巷及窄巷消除电离层残差的影响,使宽巷及窄巷求解只受观测噪声的影响;然后通过多历元的平滑获取宽巷及窄巷模糊度值。通过实测BDS三频长基线数据表明,相比经典TCAR算法,该方法可大大改善中长基线模糊度的求解精度,经过数据平滑并验证基本可以实现中长基线模糊度的快速解算。     

一种新的软件GPS静态接收机频域跟踪方法

设计一种基于FFT的软件GPS静态用户接收机频域跟踪方案.利用GPS导航电文调制周期为20个C/A码周期的特性,将块叠加(Block Addition)频域捕获的思想应用于GPS信号频域跟踪,从而大幅度节约计算量,为实时跟踪创造条件.     

一种新的高分辨率遥感影像模糊监督分类方法

针对高分辨率遥感影像分类中由于细节特征突出、同质区域光谱测度变异性增大所带来的像素类属的不确定性及模型的不确定性等造成的误分结果,提出一种基于模糊隶属函数的监督分类方法。对同质区域定义高斯隶属函数模型用来表征像素类属不确定性;模糊化该隶属函数参数建立影像模糊隶属函数,以建模同质区域光谱测度的不确定性;用训练样本在所有类别中的模糊隶属函数及原隶属函数（高斯隶属函数）中的隶属度为输入,建立模糊线性神经网络模型作为目标函数,实现分类决策。该算法和经典算法对World View-2全色合成影像及真实影像进行定性和定量分类实验,分类结果验证了文中方法具有更高的分类精度。     

一种新的XPNAV系统解整周模糊度搜索算法

提出了一种新的XPNAV系统解相位模糊度搜索算法,依据检核脉冲星的特征周期,将正确的模糊向量限定在多个子空间内,使用线性搜索寻找子空间种子向量,采用基于满二叉树的穷举搜索算法遍历子空间中向量,并建立向量间的关系。理论分析和仿真实验表明,新的解相位模糊度算法能显著降低系统的运算量,计算过程中的矩阵均是由脉冲星特征属性决定的常数矩阵,便于工程实现,此外二叉树搜索方法还能用于并行计算。     

一种新的GPS整周模糊度单历元求解算法

针对不存在先验信息时常规GPS单历元数据处理中存在的问题,提出了一种新的GPS整周模糊度单历元算法。该算法先采用一个历元的码观测值进行最小二乘定位,求取初始模糊度,并根据解的中误差来构造模糊度原始搜索空间,再采用两种不同线性组合的扩波方法进行模糊度变换,使原模糊度的搜索空间变小。在模糊度的新搜索空间确定后,通过线性组合的逆变换求取模糊度N₁及N₂,并以模糊度函数法进行真值的搜索,实现单历元解算。采用基线长度不同的两组数据测试,结果表明了本文方法的可行性和可靠性。     

一种顾及电离层延迟信息的长基线北斗三频模糊度解算方法

北斗卫星导航系统播发3个频点的导航信号,有利于载波相位模糊度解算。鉴于传统的三频模糊度解算方法由于受基线距离的限制难以在中长基线情形下可靠地固定模糊度,本文提出一种适用于北斗卫星系统中长基线模糊度固定的新方法。实验结果表明,改进的新算法不受基线长度的约束,在保证超宽巷、宽巷模糊度正确固定的同时,宽巷模糊度估值误差在0.3周以内;窄巷模糊度估值误差在3周以内。相比于传统算法,新方法的改进效果较好。     

BOC信号改进码相位捕获算法研究

BOC(binary offset carrier)信号自相关函数存在多值性,BOC信号的捕获不能简单地移植GPS信号捕获算法。在分析经典并行码相位算法和BOC信号互相关特性基础上,仿真分析了并行码相位搜索算法对BOC信号进行捕获的有效性,并针对经典算法在低信噪比条件下捕获信号存在的不足,对经典算法进行了改进设计,并利用改进算法对多种BOC信号进行了仿真分析。结果表明,本文提出的改进捕获算法适用于BOC(pn,n)信号(p为整数),扩展了经典算法的适用范围,且与经典算法相比,改进捕获算法对所给定BOC信号能够改善捕获信噪比10dB,可显著提高接收机捕获灵敏度,对接收机BOC信号捕获算法设计具有重要意义。     

GNSS 系统中新 BOC信号性能评估研究

卫星信号体制是卫星导航系统性能的决定性因素之一,无论是BDS 或Galileo等新系统的建设还是GPS或GLONASS等系统的现代化过程中,导航信号的设计与性能评估都是所关注的焦点,BOC调制是GNSS的重要选择,本文引入一种GNSS中有效可调带宽的信号波形以减轻多径和干扰的影响。仿真结果表明：该波形在精度、多径抑制和抗干扰方面较普通BOC具有更好的性能。     

AItBOC信号码跟踪性能研究

通过分析A1tBOC（15,10）信号的功率谱密度、自相关函数,得出该信号在码跟踪性能上的理论优势,并根据Betz码跟踪评估理论仿真分析了接收机前端带宽、相关器间隔、环路鉴别器类型、载噪比以及全频带和单边带两种接收方式对该信号码跟踪精度的影响,并且通过与BPSK（10）、BOC（15,10）和单边带AltBoc（15,10）信号对比,得出AltBOC（15,10）信号在码跟踪精度上的优势,为AltBOC接收机设计提供理论依据。     

BOC调制信号多径误差分析

针对导航信号的多径误差分析,在多径误差包络曲线分析方法基础上提出了多径误差包络期望分析方法。与包络曲线分析方法相比,包络期望分析方法能够定量分析导航信号多径误差。基于包络期望分析方法,对同码速率的二进制偏移载波(BOC)调制导航信号与二进制相位控键(BPSK)调制导航信号的多径误差进行了对比分析。结果表明,BOC调制导航信号具有更小的典型多径误差。     

GPS码精密跟踪环路的研究

为了实现卫星移动环境下GPS信号码相位的精密跟踪,推导出了常见鉴相器增益的形式,得出鉴相器增益越大、环路的牵引速度越大、稳态跟踪精度越差的推论;讨论了相关间距、环路带宽和相关器增益对码环路跟踪的影响,分析说明相关间距的减小较动态减小来说对跟踪更为有利。用Matlab仿真平台验证了推论和分析的正确性,并提出了一种基于窄相关和点积功率型码鉴相器的更为合理的环路设计方案。     

GPS软件接收机跟踪通道信号统计分析

传统的基于硬件的接收机由于芯片的封装性很难用来进行通道信号的分析研究,而基于软件无线电技术的软件接收机则很容易做到。软件接收机的跟踪通道信号统计分析可用于接收机算法的测试与比对以及卫星信号性能的分析与评估。这里搭建了GPS软件接收机L1中频数字信号处理平台,对跟踪通道输出的I、Q支路信号进行了均值、标准方差以及均方根(RMS)统计。分析了各统计值与通道对应卫星的高度角、信号强度以及噪声之间的关系。基于统计结果提出了一种估计信道信噪比的方法。最后比较了不同信号采样频率对相关三角形和导航定位解算精度的影响。     

我国火星探测器遥控跟踪网的改造设计

我国计划于2009年发射火星探测器,为此我国初步拟定了探测器的遥控跟踪网络。研究了该网络对火星探测器的覆盖区域,并采用一组具体的火星探测器的轨道参数,估计了该网络对探测器的遥控跟踪效率,改造设计了该遥控跟踪网络,并进行了实验论证,给出了结果。     

面向多接收模式的GNSS互操作信号调制

针对互操作信号在性能与处理复杂度上平衡点不唯一的特点,提出了一种非匹配接收模式下的信号性能评估方法,在此基础上为北斗二期B1频点互操作信号提出了4种参考调制方案,并从综合接收性能的角度给出了一种优选方案。与国际上现有的互操作信号调制方案相比,本文提出的优选方案可获得最小的解调损失以及最佳的跟踪性能,在处理方式灵活性方面具有其独特的优势,可以作为我国自主GNSS信号体制设计和优化的一种可行的参考方案。