电磁干扰对 GPS／北斗设备授时精度的影响

分析了G PS和北斗授时的基本原理,并对授时设备的授时精度进行了测试和分析;通过设置卫星授时信号载频干扰环境,对授时设备在不同干扰环境下的授时精度进行了测试和分析,研究了载频干扰对测量装备授时精度的影响程度,为授时设备在复杂电磁环境下的可靠应用提供了参考和依据。     

干扰对BDS信号频域及调制域的影响评估

北斗卫星导航系统（BDS）极易受到空中或地面干扰的影响,信号质量因此发生改变,导航性能大大降低.评估干扰对BDS信号质量的影响,可以为干扰监测技术奠定基础.借助矢量信号源发出不同类型的干扰信号,通过时频分析设备获取其信号特性,并将干扰叠加到由高增益天线接收到的实际BDS信号中,对叠加数据进行离线处理,从频域及调制域两方面分析信号质量.结果表明:空间环境的干扰恶化了BDS信号,不同类型的干扰对信号质量影响程度不同,功率谱及星座图处理结果可作为分析干扰环境中BDS信号质量的基本依据.      

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。      

利用北斗GEO卫星反射信号反演土壤湿度

提出了一种基于北斗GEO卫星反射信号的土壤湿度长期连续探测方法,建立了土壤湿度反演模型,给出了信号处理的一般流程,并搭建陆基接收平台进行了验证试验。该方法采用GNSS-R双天线体制接收处理北斗GEO卫星直射和土壤反射信号,在信号同步的基础上提取信号功率并计算土壤反射率,进而根据反演模型得到土壤湿度。以北斗GEO卫星作为信号源,该方法可以在信号处理中省去一般GNSS-R处理过程的定位解算环节,能够实现对固定区域土壤湿度的长期连续观测。试验结果表明,基于北斗GEO卫星反射信号的土壤湿度反演结果在时间和数值上均具有良好的连续性,与土壤湿度参考值相吻合,均方根误差达到0.049,较北斗IGSO和GPS MEO卫星在反演土壤湿度方面性能更优。     

顾及不同天线相位中心改正模型的北斗空间信号精度评估方法

IGS各分析中心提供的北斗精密轨道和精密钟差产品可能因采用不同的天线相位中心模型而存在一定差异,其对精密产品之间的比较以及利用精密产品评估北斗空间信号精度会产生一定影响。首先利用实测观测数据深入分析了采用不同天线相位中心改正模型对精密轨道和钟差的影响规律,在此基础上提出了顾及不同天线相位中心改正模型的北斗空间信号精度评估方法,以欧洲定轨中心、德国地学中心、武汉大学提供的精密轨道和钟差作为参考,对北斗广播轨道、广播钟差以及空间信号精度进行了分析和比较。结果表明,在考虑了卫星天线相位中心改正模型的差异之后,采用不同分析中心提供的北斗精密轨道和精密钟差作为基准评估出的空间信号精度基本一致,地球同步轨道卫星优于1.68 m,倾斜地球同步轨道卫星优于0.78 m,中地球轨道卫星优于0.66 m,验证了所提出的评估方法的正确性。     

北斗卫星导航系统和GPS兼容性评估(英文)

北斗卫星导航系统的信号体制与GPS近似且占用相同的频段,不可避免地带来兼容性问题。从理论上分析兼容性评估的重要参数:频谱分离系数、码跟踪谱灵敏度和等效载噪比衰减,阐述伪随机码码长、导航数据速率和码片速率对兼容性计算的影响,在综合考虑信号兼容评估的运算速度和准确性的基础上,提出改进的GNSS兼容性评估模型。以此兼容性评估模型对北斗卫星导航系统和GPS所有频段进行仿真,仿真分析中考虑北斗卫星导航系统和GPS的具体频率分配、信号体制、发射功率、发射带宽、卫星天线增益、仰角、多普勒偏移、信号在空间传播的衰耗以及接收机参数。通过仿真可以看出,当北斗卫星导航系统满星座运行时,GPS对北斗系统的干扰将大于北斗系统对GPS的干扰。     

BDS监测站坐标维持的探讨

北斗二代卫星导航系统（BDS）监测站建设是在北斗一代的基础上进行的,为方便管理,监测天线安装在各监测站楼顶上,稳定性不够,同时北斗二代卫星导航系统目前采用的2000中国大地坐标系,归算误差较大。本文针对这些问题,分析了北斗卫星导航系统监测站由时变效应引起的位置变化量和地表沉降对监测站坐标维持的影响,论述了目前时变效应处理方法存在的误差的量级,讨论了美国GPS所使用的WGS-84坐标框架的维持与更新方法。最后,结合北斗卫星导航系统监测站的建设现状,从监测站的建设、数据处理等方面提出了建立测站坐标时间序列,维持北斗卫星导航系统监测站坐标的可行性方法,并提出了意见与建议。      

4G对北斗RDSS系统的干扰分析及应对策略

针对4G系统对北斗系统无线电测定业务(RDSS)产生的邻频干扰问题,提出了一种基于整机模块分解的影响分析方法,从理论上归纳出用户机抑制带外干扰的主要技术措施,两个关键指标是有效带宽和处理增益,主要模块是射频模块(RF).根据理论分析,设计了不同参数的射频通道,并在测试平台上验证了各射频通道的带外抑制能力,分析了测试结果的规律性和差异性.研究成果可为北斗系统与4G系统兼容共存提供技术基础.     

灰色模型在无人机定位中的应用研究

针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)在无人机定位中由于信号过弱或干扰过强而无法正常运行的问题,提出一种基于灰色理论的无人机预定位方法,以解决数据不完整情况下的轨迹坐标预测问题.该方法利用灰色模型GM(1,1)灰色微分的连续性,根据无人机的历史离散数据建立了坐标点预测模型,利用实测数据验证了该模型的有效性,并通过仿真实验量化分析了灰色模型在定位预测的精确度,计算了其误差概率.通过与传统定位方式对比可知,该模型所需要的数据量较少且计算方便,实现复杂度较低.     

北斗地基导航信号网络测试方法研究

为尝试解决北斗卫星导航系统在特定区域因信号受遮挡而无法定位或定位精度较差的问题,引入了以伪卫星为基础构成的北斗地基导航信号网络。介绍了北斗地基导航信号网络的系统组成和关键技术,提出了一套测试评估其定位和授时效能的方法,并给出了测试评估的指标建议作为参考,为地基伪卫星增强北斗卫星导航系统的应用及推广提供了相应的评价工具。     

一种基于北斗导航系统的多天线定向测姿方法研究

随着我国北斗导航系统的不断完善,北斗产业新兴发展,多种基于北斗系统的卫星导航技术应用于军民各个方面。本文提出了阻尼LAMBDA算法流程,利用北斗数据实现超短基线的单频单历元解算用于平台的多天线姿态解算,并利用仿真数据和实地测试验证了本文所提出的多天线姿态解算算法。     

基于北斗导航卫星的伪卫星技术在区域定位中的应用

借鉴差分 GPS导航定位的原理 ,阐述了在北斗导航卫星支持下的伪卫星技术 ,探讨了其定位原理、系统配置、技术设计、信号结构、天线安装和使用条件等。实现区域快速无源导航定位 ,需要至少四个伪卫星站提供的导航信号。伪卫星定位导航具有自主、隐蔽、经济等特性 ,在区域定位中应用前景良好。     

北斗卫星导航系统空间信号测距误差评估

针对北斗卫星导航系统空间信号测距误差能否满足公开服务性能需求的问题,该文顾及卫星轨道误差和卫星钟误差影响的北斗卫星导航系统空间信号测距误差评估方法,利用MGEX提供的北斗广播星历和GFZ提供的事后精密星历,对2018年1月北斗卫星的广播星历误差、轨道误差和空间信号测距误差进行了短期分析评估。结果表明,所有北斗卫星在评估期内的空间信号测距误差精度为2.11 m,满足北斗系统公开服务空间信号性能需求。其中,MEO卫星空间信号测距误差精度最高,为1.43 m,GEO卫星精度最差,为2.62 m;所有卫星的空间信号测距误差总体上优于2.5 m,空间信号测距误差呈1 d周期变化;在变化趋势上,MEO空间信号测距误差变化比较稳定,而GEO和IGSO存在一定的跳变情况。     

北斗卫星导航系统实时定轨及SSR改正信息生成方法

随着GNSS应用的不断发展,实时位置服务已经成为国内外研究热点,而北斗卫星导航系统的实时服务尚处于发展阶段。本文基于卫星精密定轨基本原理,讨论了北斗导航卫星实时轨道确定策略;研究了基于北斗卫星质心和天线相位中心的SSR轨道改正值生成方法,并给出了一种适合北斗导航卫星的IODE值表达方式;基于国家基准站和全球MGEX站数据,进行了北斗导航卫星的实时轨道解算测试,结果表明,GEO卫星1D RMS精度优于400 cm,平均精度为223 cm,其径向精度优于20 cm;IGSO卫星精度优于30 cm,平均精度为22 cm,其径向精度优于10 cm;MEO卫星精度优于30 cm,平均精度为15 cm,其径向精度优于10 cm。     

GNSS无线电掩星大气探测系统干扰抑制的子空间投影方法

根据GNSS卫星信号之间互相关的特点,提出利用子空间投影进行干扰抑制的算法,并对该算法进行分析与改进,利用系统的输出信千噪比和误码率对算法的精确性进行了评估.通过对仿真结果的分析,验证算法可降低误差对干扰抑制性能的影响,并减少计算量.     

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题。首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响。仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小。     

改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获

以提升北斗卫星导航能力为目的,设计了改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获方法。该方法通过构建北斗卫星信号模型,利用该模型获得北斗卫星导航中频信号;然后以改进差分相干累加算法为基础,建立北斗卫星导航弱信号捕获模型,将北斗卫星导航中频信号作为该模型的输入,经过北斗卫星导航弱信号捕获模型对中频信号块实施累加处理和多普勒圆周位移搜索,以及快速傅里叶变换和反傅里叶变换等步骤后,通过判断北斗卫星导航弱信号捕获判决,输出北斗卫星导航弱信号捕获结果。实验结果表明：该方法在捕获北斗卫星导航弱信号时的运算量较小,可有效捕获-36 dB的北斗卫星导航弱信号,同时其捕获概率较高,应用效果较为显著。     

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题.首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响.仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小.     

无人机单频RTK天线的性能比较分析

针对现有无人机单频GNSS天线性能良莠不齐从而影响单频RTK性能的问题,选取了4种无人机单频GNSS天线,基于UBLOX M8T模块采集4种天线在不同观测环境下的单频观测数据;分析其双差伪距观测值的精度以及对整周模糊度的初始化时间的影响。分析结果表明:不同天线的伪距噪声差异较大,直接影响模糊度的初始化时间;选择合适的GNSS天线是无人机高精度定位的关键。     

基于密度聚类的北斗卫星导航弱信号自动捕获方法

在外界射频信号、导航接收机混频处理噪声的影响下，为了有效捕获北斗卫星导航弱信号信息，提出基于密度聚类的北斗导航弱信号自动捕获方法.使用密度聚类得到BDS信号来源的聚类中心，结合聚类中心设计卫星波束方向，约束卫星导航信号接收范围，抵御干扰信号的空域干扰；通过基于小波阈值方法去除波束抗干扰作用下导航信号的噪声信息；采用相关函数模值计算方法计算去噪后导航信号和已知弱信号之间相关性，相关性大于门限值时说明去噪后导航信号为弱信号.实验结果表明，在外界射频信号和混频器干扰下，此方法具备自动捕获北斗卫星导航弱信号的能力.