一种GPS自适应天线的设计和实现

微带天线是一种实用性很强的GPS天线,目前,它在很多领域正逐渐取代其他形式的天线。由于自适应天线阵技术可增强系统的抗干扰能力而受到了人们的关注。对GPS自适应天线阵设计了天线单元,给出了仿真和实验测试结果。结果表明：该设计得到了理想的结果,具有很好的实用价值。     

一种新颖的高性能GPS天线

本介绍了一种新的双波段圆极化（CP）GPS天线的新颖设计方法。该设计在较低频率，即1.227GHz上采用了一个开口矩形腔式结构，而在较高频率，即1.575GHz上采用了一个贴片谐振器。腔式谐振器采用同轴线来馈电，而贴片谐振器则采用同轴线与半环、微带或后接有探针的共面线的组合方式来馈电。目前已制作了几种不同类型的天线，并对它们进行了试验性测试，结果已证明这些天线具有非常好的圆极化方向图、阻抗和带宽特性。     

高性能的GPS／GLONASS一体化天线

人们特别感兴趣使用GPS和GLONASS一体化系统来改善卫星定位数据的可用性、精度和可靠性，尤其在需要高精谎和高度一体化的某些民用领域。另一方面，一些高精度应用，如一体化检测系统或差分基准系统，它们需要采用具有多径抑制能力强，相位一致性高，同时又能实现半球覆盖，而且增益方向图平滑，轴比最小等特性的天线。本将介绍一种最近开发成功的天线系统，该系统可以满足GPS L1/L2和GLONASS L1/L2系统频段内的性能要求。天线单元制作在介质层加载的叠层微带结构上，该微带结构平镶在波纹状接地平面上。重点强调的最佳多径抑制性能已经被实现，而且在这里详加介绍。本也已包括并介绍一些特殊的技术，用以改善辐射方向图和AR电平。本还讨论了有关宽带AR、输入反射系数和天线增益特性的一些设计条件。     

3D扼流圈天线和普通高增益天线在海洋GNSS观测中的性能对比

为了测试海洋环境下3D扼流圈天线和普通高增益天线高精度定位的性能,本文利用在烟台市东部海域的全球导航卫星系统浮标观测数据,从观测数据的质量、数据解算精度、数据解算残差分析及与验潮站数据对比四个方面衡量扼流圈天线与普通高增益天线的性能。结果显示：相比高增益天线,使用扼流圈天线观测数据的信噪比可提高7.5%～8.7%,观测数据的多路径效应可降低18.6%～29.2%,观测量的周跳可减少39%。从观测值残差的角度评价,扼流圈天线观测的相位观测数据残差比高增益天线观测的相位数据残差小0.04～0.10 cm,伪距观测值的残差减小0.020～0.085 m。与验潮站数据进行对比,相比高增益天线,扼流圈天线观测海面高与验潮站观测海面高差值的标准差小1.6 m。因此,在海洋环境中扼流圈天线比高增益天线有着较大的性能优势。     

带集成天线的小型个人导航接收机

Fastrax公司推出一款新的GPS接收机。该接收机名为Fastrax UC322型个人导航装置,它内装一集成芯片天线,可提供最佳的性能和灵敏度。该接收机在导航时采用90roW的功率,可提供-159dBm的灵敏度。该公司还推出一种名为Fastrax IT321的接收机,该接收机的体积尺寸为10.4mm×14．0mm×2.6mm,完整的20个通道的接收机适用于那些需要兼有小尺寸、低功耗并且有卓越导航性能的装置。     

一种星间链路天线时延零值测试方法

星间链路收发天线的时延零值是星间测距时延的组成部分,其标定精度影响星间的测距精度,从而影响编队飞行的星座系统性能。提出的星间链路天线时延标定方法,利用星座系统配置多个星间链路天线特点,取待测天线两两组合,通过星间链路发射机和星间链路接收机组成测试系统,测量组合时延。根据各组合时延值、测试通道的零值校准结果以及收发天线的空间传播时延,通过数据处理得到各测试天线收发星间链路信号时的绝对时延。提出的测试方法不需要专门的校准天线,采用与星间链路传输信号体制一致的测试信号,测试结果能真实反映星间链路信号传输时延。试验系统的测试结果表明,采用提出方法的天线时延标定精度可以优于0.5 ns。     

GNSS载波相位多天线实时测姿系统的设计与实现

载体姿态的精确测量是航空和航天、航海的关键技术之一,在军事和民用等方面的作用日益重要。基于GNSS的姿态测量系统具有体积小、成本低以及误差不累积等诸多优点,对于轮船等大型低速度运动载体的姿态确定具有很好的应用价值。本文基于GNSS载波相位观测量,以Turbo C++为平台设计了实时测姿系统,并编写了实时测姿软件。最后将该测姿系统应用于某型测量船上,利用船上记录的原始接收机二进制记录文件,模拟实时进行处理;并与船上惯导输出值相比对验证了测姿系统的有效性及精度。针对船上多路径大的特点,给出了一些数据处理经验。试验结果表明,设计实现的GNSS测姿系统,其航向测姿精度为40″;纵摇及横摇测姿精度分别为130″和100″。     

两种功率倒置阵列天线调零模型的等效性分析

在对卫星导航接收系统中两种常见的功率倒置阵列天线调零模型：基于参考信号的最小均方误差模型和线性约束条件下的最小功率模型,利用分块矩阵求逆特性从理论上证明了这两种模型之间的等效性,并针对不同模型的特点指出了这两种模型各自不同的应用场合,通过仿真对理论分析的有效性进行了验证,从而为卫星导航接收系统中的抗干扰调零天线的理论建模、仿真设计和实际应用提供了新的参考。     

一种GNSS双天线姿态确定及点位标定方法研究

针对难以通过全球卫星导航系统(GNSS)直接测量的目标点位动态标定问题,讨论了GNSS双天线姿态确定的方法,且对存在的由安装误差等因素引起的姿态不一致做了推导分析,提出了一种基于GNSS双天线的点位动态标定原理和试验验证方法,并对点位动态标定的精度进行了分析．通过飞行试验算例分析得出:该方法可实现优于3 cm的动态标定精度,为载体目标点位动态标定提供了一种新的解决方案．      

卫星导航信号捕获的一种高效相关算法

信号捕获的相关层实现在整个接收机的硬件资源中占据了重要的比重.为了能够降低量化损耗和减少相关层所需的硬件资源,论文提出了一种高效的相关算法.相比传统实现方法,论文所提算法能够将加法树所需硬件资源降低1／2,同时量化损耗减少约0.3 dB.该算法对卫星导航接收机的低成本和低功耗实现具有重要的参考价值.      

Low multipath antennas for GNSS-based attitude determination systems applied to high-altitude platforms

High-altitude platforms (HAPs) are a flexible and attractive technology for providing innovative wireless services. These aerial platforms can be successfully employed for mobile or broadband communications and for disaster monitoring or response. However, one of the open issues is whether HAP stations can provide reliable services without temporal outages owing to stratospheric winds that can cause positional and attitude instabilities thus affecting the communication system operation. To counteract this issue, one possible solution is to use reconfigurable antennas whose pointing direction can be adjusted depending on the platform spatial orientation. However, this would require real-time three-axial attitude data. As a possible solution, this paper will review the potential of GNSS-based attitude determination systems with reference to HAP stations. In particular, it will be shown how the use of a particular class of low multipath and lightweight antennas can provide a high degree of accuracy without altering the avionic ballast.     

卫星导航信号体系设计研究

针对卫星导航当前面临导航信号测量性能提高、应用环境更加苛刻、导航频段频谱资源紧张等需求,合理的信号体制和各类标准的相辅相成是卫星导航系统持续稳定运行的重要保障。该文在梳理和分析国内外公开的卫星导航信号体制的基础上,研究了卫星导航信号的载波频率、调制方式、信道编码、导航电文等关键组成要素,简要剖析了各组成要素对系统兼容性、互操作性、码跟踪捕获性能、抗干扰性、抗多径及用户终端成本等方面的影响,开展了卫星导航信号设计的需求分析,设计提出了一种卫星导航信号设计标准体系。     

导航卫星天线相位中心误差标定方法研究现状及发展趋势

卫星天线相位中心误差是影响GNSS高精度定位定轨的重要误差源,实用中需要对其精确标定。随着北斗卫星导航系统的建设发展,如何对卫星天线相位中心误差进行更为精确的标定应引起人们的重视。为此,本文首先简要介绍了各卫星导航系统的卫星天线情况,而后系统总结了导航卫星天线相位中心误差标定方法的发展历程和研究现状,指出了未来卫星天线相位中心误差标定方法的发展趋势,相关研究成果对我国北斗卫星天线相位中心误差的标定方法研究具有参考意义。     

北斗三号卫星系统总体设计

对于全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS), 观测值测距性能会影响系统基本服务能力。大口径抛物面天线能够较好地削弱地面设备和环境对信号采集的影响。基于抛物面天线数据分析北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 global navigation satellite system, BDS-3)的观测值特性和测距性能。结果显示, B1I、B3I、B1C、B2a和B2b 5个频点上均未发现与北斗二号卫星类似的相同量级卫星星上伪距偏差, 部分频点伪距多路径存在波动, 但与高度角的相关性不强, 所有卫星测距偏差变化的平均量级为0.1 m。使用载波三频组合分析北斗三号卫星各个频率载波观测值的多路径变化和噪声水平, 载波三频组合存在毫米量级的变化波动, 但这种变化并未显示出与时间或者高度角的密切相关性, 基于抛物面天线数据的载波三频组合均方根误差绝大部分小于0.6 mm。以上结果表明北斗三号卫星的伪距和载波观测值未出现系统性偏差, 具有良好的测距性能。     

基于室内光谱测量的玉米单叶偏振与二向性反射关系研究

本研究利用多角度光度计实测了玉米单叶的偏振反射比与二向反射比数据。该光度计能够在不同的观测天顶角、入射天顶角和方位角下测量目标物的偏振反射和二向反射,获得地物目标在2π空间的多角度观测数据。通过分析实测的偏振反射和二向反射数据,得出了玉米单叶的偏振反射与二向反射之间关系密切,最大与最小偏振反射比之和的平均数约等于同等观测条件下玉米叶片的二向反射比。该研究成果为植被遥感监测做出了一种新的尝试,并且对偏振光遥感、多角度遥感的深入研究与应用提供了依据。     

一种宽波束圆台型双频微带天线的设计与实现

设计了一种应用于车载型卫星接收机的双频双圆极化多层圆台型微带天线,通过在微带天线中加入圆台型地面结构,仿真结果表明：在保证天线工作在S频段波束宽度和低仰角增益满足使用要求的同时,工作在L频段时,与不加圆台结构的天线相比,H面3dB波束宽度提高了24．7°,低仰角增益（仰角为10°）提高了0.6dBi;E面3dB波束宽度提高了35．1°,低仰角增益（仰角为10°）提高了0．5dBi．该天线结构简单,是一种比较实用的车载卫星接收机收发天线。     

基于导航卫星的数字地图传输协议设计与性能分析

本文就利用导航卫星的电文通信功能，进行大数据量数字地图数据传输的通信协议进行了论述。提出了等待式ARQ和选择重发式ARQ相结合的ARQ协议，介绍了该协议的基本思想，详细分析了协议性能并给出了实现协议的算法流程。     

论卫星导航体制设计

阐述了卫星导航体制设计基本要素及设计原则.从卫星导航系统的发展历史及未来需求出发,提出了多功能一体化,全球卫星导航系统的基本结构,星座及卫星轨道选择,导航测距码设计及未来GNSS模式等新论点及论证结论.     

论卫星导航体制设计

阐述了卫星导航体制设计基本要素及设计原则。从卫星导航系统的发展历史及未来需求出发,提出了多功能一体化,全球卫星导航系统的基本结构,星座及卫星轨道选择,导航测距码设计及未来GNSS模式等新论点及论证结论。     

基于星间测距/轨道定向参数约束的导航卫星自主定轨研究

研究了导航卫星自主导航问题，提出了基于星间测距和轨道定向参数约束的导航卫星自主定轨方法，通过该方法的可行性分析，得到一些有益结论。