GPS民用导航电文演变分析

主要对GPS公开的接口规范文件中民用导航电文（NAV）、（CNAV）、CNAV-2进行详细的分析与比较,总结了这3类下行导航电文的具体的电文组成、电文编排结构、电文播发方式、编码设计,并从电文参数精度提高、参数的增加、电文的改进、电文删减以及电文的编排5个方面分析了电文演变,其中重点分析了对导航电文的整体效能影响最大的电文的改进和电文编排的变化这两方面,这些变化使得GPS在播发时效、定位精度、解算效率、编排灵活性、互操作性和可扩展性上得到了提高,并且分析了这些提高表现的具体方面。     

GPS民用导航电文CNAV的特点

美国政府于2004年底公布了新的GPS接口文件，文件中除了对已使用多年的导航电文（在文件中记做NAV）内容及格式进行规定以外，还规定了一种新的民用导航电文CNAV的格式和内容。介绍了两种导航电文的主要不同之处，并从导航电文的内客构成、卫星位置用户算法和电文编排方式、效率等方面，采用与旧的导航电文NAV对比的方法，分析了新导航电文CNAV的特点和性能。     

GPS新民用导航电文简约历书的算法和性能分析

GPS用户利用导航电文中的历书数据进行卫星可见性的计算和预报。美国2004年12月公布新的GPS接口文件中,规定一种新的民用导航电文格式,提出一种简约的历书数据构成。文中针对简约历书简化了卫星位置算法,在此基础上对使用简约历书计算卫星位置的精度以及对卫星上升、下降时间预报精度进行分析,分析了引起误差的主要原因。     

导航电文星历参数对卫星轨道精度的影响

卫星导航定位的关键是获知导航卫星的精确位置,其轨道精度与导航电文中广播星历参数密切相关。分析了由广播星历参数计算的卫星广播轨道与精密星历确定的真实轨道之间的误差,并将其投影到卫星切向、径向和法向进行仿真研究。比较了民用导航电文（CNAV）和旧民用导航电文（NAV）的星历参数的差异,利用精密星历拟和出对应的广播星历参数,研究其星历参数的变化对卫星轨道精度的影响。分析了GPS不同频点播发的导航电文中星历参数在数据帧内的结构。研究结果表明：GPS卫星广播轨道误差一周内在2到4m内变化,而其在切向、径向和法向的投影值呈现周期性余弦变化,其演变周期与GPS轨道周期近似相等,而选取改进后的17个广播轨道参数表示的星历数据于15个星历参数对比,其轨道拟和误差值改善2～3cm.     

Galileo开放服务导航电文特点分析

介绍了Galileo系统开放服务接口控制文件中导航信号及电文的概况,并在如何满足导航电文中各种不同参数数据的时效性、如何缩短用户接收机导航数据接收时间、如何支持多系统互操作等方面对其特点进行了分析介绍。     

Galileo开放服务导航电文特点分析

介绍了Galileo系统开放服务接口控制文件中导航信号及电文的概况,并在如何满足导航电文中各种不同参数数据的时效性、如何缩短用户接收机导航数据接收时间、如何支持多系统互操作等方面对其特点进行了分析介绍.     

基于组合GNSS导航定位的差分电文分析

目前,卫星定位系统以其全球性、全天候、连续性和实时性等特征在诸多领域得到广泛应用,相关导航定位技术也得到了快速发展。针对2种常用差分电文格式进行分析比较,重点研究不同版本对各GNSS系统的支持,并对组合GNSS作业条件下差分电文格式的选取提出建议。     

室内定位信息传输电文格式研究

室内定位技术是目前导航与位置服务领域的研究热点问题之一。对不同卫星定位信息传输协议进行了全面分析和比较,针对室内定位传输信息的特点,对比了信息压缩对电文传输效率的影响,提出了室内信息传输电文格式构想。     

GPS导航电文中星历参数量化对接收机性能的影响分析

导航电文包含卫星导航系统中定位解算的基础数据,卫星轨道的计算精度与导航电文中广播星历参数的精度密切相关。电文帧结构中排布的各星历参数量化位数受限于电文传输的信息速率,需要进行详细的设计论证。本文首次专门分析和大量仿真了GPS导航电文中由星历参数的有限量化字长引入的误差对卫星位置计算精度的影响,并通过GPSL1C/A数字中频信号模拟器和软件接收机进行了闭环测试,结果表明NAV格式星历参数量化前后卫星位置的计算偏差在2h的星历有效时间内不超过0.2m;进一步的仿真分析表明其所引入的UERE(用户等效距离误差)偏差不超过0.06m,而对用户定位结果的影响在厘米量级。     

北斗民用双频星基增强电文性能的初步评估

针对北斗星基增强系统(BDSBAS)试验运行阶段播发的星基增强电文连续性及可用性问题,该文结合民用双频星基增强BDSBAS-B2a电文播发现状,分析了 BDSBAS-B2a电文内容及播发策略,并比对分析了不同服务区域有无星基增强电文支持条件下的用户定位精度,初步验证了BDSBAS-B2a电文的有效性.评估结果表明:①BDSBAS-B2a电文类型、信息内容及更新周期均满足国际标准约定,初步具备了与其他星基增强系统(SBAS)在信号和信息层面的兼容与互操作能力;②相较于该文监测实现的BDS双频基本导航定位精度,BDSBAS能够有效将定位服务精度提升近一倍左右.     

GPS导航电文核心定位参数发展演变分析

文章总结了GPS空间信号接口控制文件的发展历程,对比了现有3种导航电文类型的电文结构及播发方式,详细分析了星历参数、钟差参数及完好性参数等核心定位参数的发展演变特点和改进效果.结果表明:GPS新型导航电文采用增加核心定位参数和减小量化单位的方法,提高了广播星历和钟差产品的精度.增加两个参数后,地面星历拟合位置误差均方根...     

卫星导航系统导航电文结构的性能评估

介绍了卫星导航系统导航电文的内容组成与结构特点,在考虑导航电文结构设计中影响导航电文性能的各种因素的基础上,提出了导航电文结构性能评估的一般准则与方法.作为应用实例,对GPS和GLONASS导航电文结构的性能作了初步分析和评估.     

利用北斗系统的电离层格网信息计算电离层延迟的方法

根据北斗系统(BDS)中的D2导航电文中所提供的电离层格网信息的结构和特点给出了一种能自动确定穿刺点四周格网点编号的方法,并以北斗的实测数据为例证明了该方法的正确性和可行性,从而实现了利用BDS的D2导航电文在增强区域中自动完成观测值的电离层延迟改正的计算方法,并能够为北斗系统的单频接收机用户提供服务。     

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。     

基于Python的RINEX数据转换软件设计与实现

与接收机无关的数据交换格式RINEX是一种在全球导航卫星系统GNSS测量领域中普遍采用的标准数据格式,但其升级速度超过数据处理软件的更新频率,导致高版本RINEX数据不能被大部分数据处理软件兼容。为提高数据的通用性,基于各版本RINEX标准数据格式的特点,文中采用Python语言设计开发了一款RINEX数据转换软件,实现观测数据、导航电文和气象数据在不同RINEX版本间的转换操作,满足用户的GNSS数据转换需求。软件测试结果表明,转换后文件的观测值编码类型符合目标版本RINEX规范要求,且转换前后编码对应的数据完整性和数据质量一致;此外,研制的软件编码转换结果与同类型软件保持一致。     

Galileo系统导航电文介绍

对Galileo卫星导航系统所要使用的导航电文进行介绍,详细介绍其导航电文的结构、内容、参数与相关定义,并对GPS和Galileo两种卫星导航系统所使用的导航电文的并同进行了比较。     

北斗导航系统电文播发方式研究

基于各电文信息的重要程度和需要的重复周期是不同的,以及高播发速率和低播发速率有各自的优势这两个认识,提出了一种多速率播发方式。在一个信号上可以根据信息内容、区域使用环境等因素改变播发速率,达到解决使用灵敏度与首次定位时间、信息容量间矛盾的目的。给出了此种播发方式的播发方法、接收方法和性能分析。     

DGNSS差分电文解码算法研究

DGNSS是提高GNSS系统定位精度的有效途径。本文在分析DGNSS电文格式的基础上,提出针对本格式电文的完整解码算法,并采用C++编程语言进行实现;通过对实际数据的解码测试,验证了解码算法的正确性。     

北斗三号B1频点信号软模拟源设计

通过对全球卫星导航系统(GNSS)完整信号流程的精密仿真,建立合理的卫星信号数学模型,产生多种环境下的中频信号,能够为GNSS服务性能评估提供良好的仿真和测试平台,对导航信号各层结构模块化处理并优化算法.?导航电文模块结合轨道仿真软件外推轨道参数,保证了电文参数的真实有效性.?数据采用分段产生信号再校验叠加的方式,保证...     

北斗D1导航电文冗余法误码纠错研究

在弱信号、遮挡等恶劣环境下,低载噪比的导航电文中含有大量的误码,常用的编码技术不能有效地纠正子帧中多比特位上的误码。本文提出了一种冗余法误码纠错方法,该方法依据少数服从多数的判别准则,选取不同数目的子帧样本,对同组子帧样本的各帧上相同比特位上的码元逐一进行比对的试验方式进行纠错试验。分析了不同载噪比、不同子帧样本数条件下进行冗余法纠错能够将各子帧中全部误码正确纠正的概率,例如,在子帧样本数为5,载噪比30dBHz时,整个子帧上的误码被全部纠正的概率高达96.64%时,纠错处理后的误码率比理论误码率降低2个数量级。