GALILEO接收机中BOC(1,1)信号的捕获

BOC(1,1)(Binary-Offset-Carrier)信号相关函数中的零值会使接收机判定没有捕获到信号.为了完全捕获到BOC(1,1)信号,从副载波相位和码相位角度出发,提出了一种3路并行捕获方法.通过数字仿真得到了BOC(1,1)和扩频码的相关函数图,比较了二者相关函数的峰值.推导了BOC(1,1)相关函数的解析式,给出了相关函数中的零点位置和峰值位置,比较了BOC(1,1)和扩频码的相关函数数值及捕获.3路本地BOC信号以其中一路相位为基准,另外2路相位分别超前、滞后该路.给出了3路本地信号的生成方法及捕获的结构框图.仿真结果表明,捕获码相位差在半个码片内时,BOC(1,1)信号的捕获率从33.3%提高到100%,码相位捕获范围从1/6码片增大到1/2码片.该方法可为跟踪环路提供相位信息,适用于BOC(n,n)信号的捕获.

智能车辆定位监控终端

文中利用GPRS/GSM模块G18作为无线数据MODEM,设计智能车辆定位监控终端。该终端可检测受监控车辆是否处于GPRS覆盖区域内,并自动选择GPRS或GSM的短消息方式传输车辆位置信息。文中阐述监控终端的硬件设计、工作原理以及软件设计。实验验证稳定可靠。

机场数字波束参考接收机相位中心修正

数字波束技术带来卫星导航接收机性能改善,但其相位中心误差会引入测量数据,机场地基增强系统的数字波束参考接收机需解决该问题。从机场应用需求角度给出了波束参考接收机设计,分析了数字波束接收相位中心问题及影响,给出了相位中心修正方法。在微波暗室内建立了测试环境,开展了数字波束信号接收及相位中心修正测试。在相位中心修正的基础上,数字波束可用于增强及完好性处理。

基于NIOSII的多模导航接收机跟踪环路

硬件实现卫星导航接收机时,信号跟踪、数据解调、原始观测量提取、定位解算功能通常由DSP或ARM实现,捕获及通道由FPGA实现。多模卫星导航接收机是未来发展趋势,其通道数目多。为降低外部处理器计算负荷,将数据解调、环路跟踪、原始观测量提取功能由NIOSII实现。跟踪环路不使用float型计算可节约硬件资源。据跟踪环路原理,采用递推方法进行分析,以32位整型计算进行实现。测试表明计算误差小,计算速度高,节约了FPGA资源。

铱星MODEM在差分GPS数据传输中的应用

差分GPS中的GPS流动站处于偏远地区时,使用铱星通信作为数据链路以解决常规无线通信方式无法实施的问题。文中测试了应用铱星MODEM传输数据时存在的问题,给出相应的解决方法。以一个数据报的传输为例,建立并分析发送方、接收方的数据传输Petri网模型,最后在PC104工控机和普通PC机上实现。实践证明,保证数据可靠传输的方法稳定、有效。

BOC中频信号模拟研究

BOC(Binary Offset Carrier)信号是卫星导航中一种新的信号体制,对其中频信号模拟是验证基带处理算法的重要基础。针对BOC信号相关函数具有多个峰值特点,中频信号模型考虑了对相关峰值有影响的因素,并综合了信号从卫星到接收机传播中的多普勒效应、多径效应和噪声,以及接收机的处理等过程,以模块化结构进行了实现,并给出其中的运行结果。

北斗卫星导航系统空间信号数字畸变的研究

针对卫星导航信号异常问题,对北斗导航信号数字畸变进行了研究分析。首先建立了北斗信号数字畸变的数学模型;其次推导并仿真分析了北斗导航信号发生数字畸变的相关函数及功率谱密度函数;最后,用伪距偏差、相关损耗和S曲线偏差3个指标,对北斗导航信号发生数字畸变产生的影响进行评估。结果表明:北斗导航信号发生数字畸变会产生伪距测量误差,降低导航系统的测距精度和定位精度,进而降低增强系统的完好性。

基于北斗的机载终端完好性算法仿真研究

国内外关于接收机自主完好性算法的理论研究已经成熟,但缺乏依据北斗实测数据的算法性能分析。根据北斗Ⅱ代卫星导航系统14颗星的星座状态及其公开的服务性能,结合民航非精密进近的应用需求,对机载端嵌入自主完好性算法进行仿真研究。首先通过理论仿真,分析了亚太区之内算法的可用性。其次,利用NovAtel接收机实测的北斗数据,设定不同的场景和故障类型,对算法故障检测和识别的性能进行了研究分析。通过仿真,北斗系统在亚太区之内的平均可见星个数大于7颗,平均水平保护限值小于500m,能够满足算法的要求。另通过实测研究,算法可以有效地检测并识别出异常的伪距误差(即故障卫星)。结果表明:接收机自主完好性算法适用于当前北斗Ⅱ代卫星导航系统,能够为民用航空非精密进近提供具备完好性保证的服务。

基于STK的BDS星座仿真和性能分析

利用卫星仿真工具包(STK)设计和建立了北斗卫星导航系统(BDS)的全球星座;在此基础上,选取南北半球不同经纬度的11个城市作为观测点,分别获得了BDS和全球定位系统(GPS)的可见星数和几何精度衰减因子(GDOP)的值,并按照5°×5°的空间分辨率,仿真了全球范围内BDS和GPS的可见星数和GDOP值;仿真结果表明,全球星座的BDS具有与GPS同样优良的导航性能,其在亚太地区的性能甚至更优于GPS,完全可以为用户提供高性能的满足所需导航性能(RNP)的导航服务。

基于PC104工控机／GPS／铱星通信的海洋监测系统

以大浮标为搭载，建立以PC104工控机为控制核心的远洋立体监控平台，此平台通过串口时分通信方式对监测设备进行通信与控制，通过GPS接收机授时进行同步数据采集，监测数据以RINEX格式进行存档与压缩，以基于检错重发、断点续传机制的铱星通信方式上传监测数据和下载遥控指令；实验证明，本系统性能稳定，通信效率高，适用于远洋资源和环境的遥测遥控。

GPS软件接收机基带信号处理算法及验证

主要研究基于数据块的GPS软件接收机基带信号处理流程和算法,包括对载波和伪码的捕获和跟踪过程,并解调出导航电文数据。利用实际接收到的卫星信号数据,结合MATLAB软件平台,对GPS软件接收机基带信号处理过程的各个环节进行仿真验证。结果表明,所研究的基带信号处理算法能较好的捕获卫星信号,可准确跟踪载波信号和伪码序列,能正确解调出导航数据。同时验证了该算法在软件接收机系统中应用的可行性,并为开发实时GPS接收机奠定了基础。

基于铱星/GPS的浮标潮位数据获取系统

针对中、远程海洋潮位探测,以浮标为安装载体,设计并实现了以PC104工控机为控制核心,基于铱星/GPS的潮位数据获取系统。文中阐述了系统的工作原理、硬件设计及软件设计要点,最后给出了实际数据传输结果。

抽油机单参量功率监测及BSP-1型间抽控制仪

抽油机供液状态监测中通常采用的光杆载荷法,其中载荷传感器和位置传感器安装繁琐,维护困难。鉴于此,提出了一种抽油机单参量功率监测方法。该方法利用抽油机的上下冲程中功率峰值点的相对变化来反映供液状态,将电动机功耗测量与计算机数据分析结合起来对供液状态进行监测。在此基础上,研制了BSP—1型间抽控制仪的硬件系统及软件流程。仪器的现场试运行结果表明,仪器工作原理基本可行,功能设计实用,整机性能良好,应用中存在的问题和局限性有待进一步改进。

抽油机电机的Δ/Y双向自动切换控制

针对目前抽油机电机仅能实现Δ/Y单向切换的问题,研制了数字化Δ/Y双向自动切换控制仪。本文介绍了该仪器的双向切换控制原理,仪器的软硬件系统组成。现场试验结果表明该仪器可以明显降低功率消耗,提高功率因数,是一种具有节能和电机过载保护功能的新技术。

一种改进的GBAS地面站MRCC故障监测算法

地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)是支持飞行器精密进近着陆的有效手段,完好性监测算法的设计是保障飞行安全的关键点与系统设计的难点,多参考接收机一致性监测(MRCC)通过B值计算与故障监测流程可排除校正中产生很大误差的接收机信道,保证GBAS地面站发送差分修正量的可靠性。分析了MRCC算法的原理与方法,发现MRCC故障监测流程无法有效处理伪距与载波相位B值均超过阈值,且最大值不为同一通道的问题,针对该问题提出了一种MRCC故障监测流程改进算法,并且对已有和改进的MRCC故障监测流程算法进行了实验对比。结果表明,改进算法故障监测流程针对伪距和载波相位引起的不一致性分层处理,可有效解决当前存在问题。

同阶二元偏移载波调制信号跟踪技术

针对同阶二元偏移载波调制卫星导航信号,提出一种高效新算法解决信号跟踪中的模糊性。分析了同阶二元偏移载波调制原理、信号跟踪模糊性及解决方法,利用本地扩频码与接收信号的相关函数特点,构建了码跟踪环路鉴相曲线,选择了合适的相关间距作为符号判决,联合构成鉴相器,推导了算法设计的正确性,给出了实现架构。仿真结果表明,码相位捕获误差±0.9个码片内均可正确跟踪。该方法可进一步应用于全球卫星导航系统新体制信号的接收处理。

一种改进的GNSS多径抑制性能评估方法

多径误差包络曲线是评估多径抑制性能的一种重要方法。一般在研究时,该方法采用简单化多径模型。基于简单化多径模型,分析了与环境相关的多径信号模型。在环境相关的多径模型基础上提出了环境相关的多径误差包络曲线,通过软件仿真了该多径误差包络曲线,并分析比较了2种多径抑制性能评估方法。

Ⅲ类精密进近着陆卫星导航技术

卫星导航精密进近着陆系统被民航界视为提高繁忙机场运行效率、保障复杂机场运行安全、解决机场全天候起降和终端区高密度运行难题的关键。考虑到精密进近与着陆飞行阶段对导航性能的严苛要求,卫星导航精密进近着陆系统面临复杂飞行条件下的动态定位精准性、多元故障完好性、飞行引导灵活性三大挑战。