PNT体系视角下卫星导航与不依赖卫星导航技术融合发展研究

卫星导航自问世以来以其全天候、全天时、低成本的优势,成为广泛使用的导航定位授时(PNT)方式;但在应用层面,为了规避对卫星导航单一手段的过度依赖,“不依赖卫星导航技术”概念被提出并受到重视,如何准确把握两者之间的关系成为现实而迫切的问题。本文概述了卫星导航技术特征与体系定位,进而基于PNT体系视角,对比分析了惯性导航、匹配导航、无线电导航(除卫星导航外)等典型不依赖卫星导航技术的性能、成本、应用场景;辨析了卫星导航与不依赖卫星导航的关系,明晰了卫星导航作为最大共性需求满足者、体系核心与基石的总体定位,量化分析了卫星导航与不依赖卫星导航技术融合的效能。我国PNT体系的科学发展,需要创新突破不依赖卫星导航技术,促进卫星导航和不依赖卫星导航技术深度融合,同时加快低轨导航系统建设,提升卫星导航性能并最大化体系贡献率。

以北斗为核心的国家全球应急搜救系统思考(特邀文章)

应急搜救攸关国际义务、国家利益和人民生命财产安全,是我国人民生命安全体系和能力现代化的重要组成部分.随着我国战略利益拓展,全球应急搜救保障需求现实而迫切.本文阐述了我国应急搜救体系现状,分析了以北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)为核心的特色搜救技术能力.研判了我国应急搜救系统在用户体验、效能发挥、国际标准方面的不足,建议构建以北斗应急搜救服务为核心的国家全球应急搜救系统,消除痛点、堵点,实现信息融合共用,全面提升我国全球应急搜救能力.推动北斗应急搜救服务全面进入国际标准体系,为世界提供新的公共服务产品,助力构建人类命运共同体.

基于AI图像分析的铸造原砂粒度粒形检测法

铸造原砂的粒形和粒度分布是原砂生产和使用过程中的重要衡量指标。针对筛分法存在的测量效率和测量误差问题,本文提出一种基于人工智能(Artificial Intelligence:AI)图像分析的铸造原砂粒度粒形测试方法,即采用工业相机采集原砂图像,通过AI图像处理技术对图像进行实例分割,然后对图像进行特征提取,统计出原砂的粒度分布和粒形分布。研究结果表明:基于AI技术的BlendMask实例分割模型能有效地分离粘连砂粒;采用圆形度、形状因子和方形度三个特征参数对原砂粒形进行K-means聚类,能够准确分析砂粒的粒形特征;采用等效椭圆法、面积占比等效质量占比法,可准确测得烘焙砂、烘干砂和宝珠砂三种铸造原砂的粒度分布,满足行业精度要求。

北斗三号导航定位技术体制与服务性能

介绍了北斗三号系统的星座设计、服务类型、导航信号体制、时空基准以及轨道确定与时间同步机制等技术体制,分析提出了评估北斗三号导航定位服务性能的指标体系,指标涵盖时空基准、空间信号质量、空间信号精度和服务性能4个方面,综合利用全球数据资源对北斗三号基本系统的导航定位服务性能进行了评估。结果显示,各信号分量有效功率比偏差优于0.25dB,S曲线过零点偏差(SCB)优于0.3ns,满足设计要求;北斗三号基本系统当前全球位置精度因子(PDOP)可用性优于85.0%,空间信号测距误差0.48m(RMS),空间信号连续性99.99%,空间信号可用性99.78%,UTC偏差误差优于19.1ns(95%),均满足系统服务性能规范承诺的指标。相对于北斗二号而言,北斗三号在覆盖能力、空间信号精度、空间信号可用性、空间信号连续性等方面均有显著提升。

卫星导航增强系统建设与发展

自卫星导航系统诞生以来,人们发展了多种增强技术和手段,并建立了大批增强系统,以满足用户更高精度和完好性的需求.由于卫星导航增强技术客观上晚于基本系统出现,且都是按需独立建立,因此不可避免地存在着"碎片"和"补丁"式发展问题,相互之间功能重叠,缺乏统一的规划和标准,未成体系化建设.本文回顾和总结了卫星导航增强技术的产生和发展历程,梳理了相关技术内涵与定义,并重点介绍了中国北斗卫星导航系统(BDS)增强体系的建设和发展情况.在此基础上,结合5G通信、低轨卫星等新兴技术,对卫星导航增强体系未来发展动态进行了展望和分析,并对未来北斗定位、导航与授时(PNT)综合服务中的增强体系建设提出了建议.

北斗卫星导航试验验证系统设计与实现

北斗卫星导航系统是一个构成庞大、星地一体紧密耦合、建设周期长、技术状态不断演进的巨系统。面临着关键技术体制复杂、组网发射密度高、系统稳定运行难度大等多方面挑战,对系统的试验验证工作提出了极高的要求。本文分析了北斗系统在设计试验、星地对接及等效运行等方面试验验证任务,提出了一个与北斗系统全系统、全规模、全要素等效的地面试验验证系统体系架构。该系统具备软硬件平台协同工作、仿真系统与真实系统的等效运行,以及试验平台与卫星地面等系统远程互联等突出特点,解决了多系统仿真建模、系统高动态特性模拟及软硬件协同仿真等难题,实现了对北斗系统设计、建设与运行阶段的全过程验证,以及对北斗系统星间链路、卫星自主完好性及精密定轨等技术体制的试验验证。本文提出的系统是目前卫星导航领域唯一一个实现系统全状态仿真、能与真实系统同步迭代演进并协同运行的试验验证系统,可为其他航天任务的试验验证工作提供参考。

GPS动态数据处理中的快速Kalman滤波算法

根据GPS数据处理中的Kalman滤波状态转移矩阵和设计矩阵大量存在零元素的特点,将其构造成特定稀疏矩阵。再利用稀疏矩阵乘法,同时结合矩阵对称性、矩阵求逆降维等方法,可大大减少Kalman滤波的乘法次数。在非差C/A伪距情况下,该算法乘法总次数不到传统算法的1/3;在双差伪距P1,P2+双差载波情况下,该算法乘法总次数甚至不到1/6;其耗时也只有传统算法的1/3左右,因而大大提高了Kalman滤波的计算效率。

90年来中国共产党思想建设原理形成与发展路径及其价值探析

党在湖南执政经历了计划经济时期、迈向改革开放时期、走向社会主义市场经济时期和实施富民强省新战略时期四个阶段。从党在湖南执政的历程中,可以得出有益的经验与启示:必须用发展着的马克思主义武装头脑并指导实践;必须创造性地贯彻执行党的路线、方针、政策;必须把发展作为第一要务;必须坚持科学执政、民主执政、依法执政;必须做到立党为公,执政为民;必须加强和改进党的自身建设。

软件GNSS中频信号模拟器

由于具有结构灵活、开放性强以及成本低的优势,软件GNSS(Global Navigation Satellite System)信号模拟器可成为GNSS接收机设计验证的高效平台。面向GPS/Galileo组合系统,阐述了软件GNSS中频信号模拟器的架构与实现,主要功能模块包括卫星星座仿真、接收机轨迹生成、传播通道特性仿真(包括电离层模型、对流层模型、多径模型、干扰模型)、数字中频信号生成。最后,对这一信号模拟器所产生的GNSS信号(包括GPS L1 C/A,GalileoE1 CBOC)进行了验证。

改革开放以来党的建设取得的重要经验

改革开放以来,我们党围绕"建设什么样的党,怎样建设党"的问题,以改革精神加强和完善自己,不断推进了党建实践发展和党建理论创新,取得了巨大成就,积累了丰富经验。最主要的有:确定新时期党的建设总目标,恢复和发展党的马克思主义思想路线,创立中国特色社会主义理论体系,确立和坚持正确的正确路线,深化干部人事制度改革,统筹经济社会建设和党的自身建设,等等。党建实践发展和党建理论创新形成了良性互动的局面。

多星座组合导航系统自主完好性监测方法研究

提出一种“VGC+BIT”的方法分析多故障情况下多星座组合导航系统的自主完好性监测性能。该方法基于现有GPS观测数据构建“准现实”的GPS/Galileo组合导航环境,可有效实现对多故障情况下GPS/Galileo组合系统完好性监测性能的分析。应用该方法计算GPS/Galileo组合导航系统中同时存在1~4个故障时的故障检测(FD)和排除(FDE)可用率。计算结果表明,在北京和上海两地,即使出现分布情况最坏的4个故障星,航路阶段FD和FDE的可用性仍大于99%。

中国共产党执政以来处理党内矛盾的经验与启示

中国共产党执掌全国政权以后,对党内矛盾的处理,既有成功运用和丰富发展马克思主义原则和方针的经验,也有违背这些原则、方针而发生失误乃至严重失误的教训。总结这方面的经验,对把握党内矛盾产生、变化的客观规律,增进党内和谐,巩固党的统一,增强党的凝聚力、战斗力,有重大的意义和深远的影响。

原砂粒度级配对增材制造砂型性能的影响

基于Fuller Thompson理论,研究了原砂的连续级配、均匀级配、间断级配对三维打印砂型性能的影响,分别测试了四种粒度级配条件下的粉末床密度、常温24 h和100℃烘干20 min的抗拉强度、X、Y方向常温和100℃烘干20 min的尺寸精度。研究结果表明:连续级配的粉末床密度最低,为1.252 g·cm^(-3),均匀级配的粉末床密度最大,为1.305 g·cm^(-3);均匀级配常温24 h抗拉强度最大,当喷墨量为150%时,其抗拉强度为2.356 MPa,而连续级配的抗拉强度最低,为1.581 MPa;100℃烘干20 min的抗拉强度明显高于常温24 h抗拉强度,当喷墨量为200%时,其烘干强度提高了42.41%;当喷墨量为100%时,连续级配的X、Y方向尺寸精度最高,X方向尺寸误差为+0.21 mm,Y方向尺寸误差为+0.26 mm,而均匀级配的尺寸误差最大,X方向尺寸误差为+0.55 mm,Y方向尺寸误差为+0.67 mm;四种级配烘干之后的尺寸误差明显小于常温24 h的尺寸误差。

用中国先进文化引领组工文化建设

组工文化建设包含着多方面的内容，它是一个开放、动态的系统工程。中国先进文化是其核心和灵魂，必须用中国先进文化引领和促进组工文化建设。

北斗三号基本系统空间信号质量评估

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C,B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提出了较大挑战。2018年底北斗系统完成了18颗卫星组网,完成北斗三号基本系统建设并开始提供全球服务,有必要对北斗三号在轨卫星空间信号质量进行量化评估。传统空间信号质量评估方法侧重于单项的定性评估,而针对北斗三号复杂的信号体制,缺乏系统的、定量的分析结果。该文对标北斗系统接口控制文件(ICD),从功率特性、频域特性、时域特性、相关域特性和信号一致性等方面研究了不同参数配置对评估结果的影响,形成了一套面向新型调制方式和多频多分量复用信号的量化评估方法。基于40 m大口径天线的空间信号质量评估系统,对18颗MEO卫星进行了长时间监测跟踪和数据采集,首次对北斗三号卫星空间信号质量进行了全面量化评估。结果表明:北斗三号卫星空间信号质量良好,18颗MEO卫星一致性较好,符合ICD指标要求,可满足服务区内用户需求;评估方法可用于对后续导航卫星空间信号质量的量化评估。

统一扩频测控体制的初步探讨

分析了我国航天测控面临的新问题、新要求和现行航天测控体制的局限性,对新的统一伪码扩频测控体制进行了初步的描述和设计。

加强组织领导 把党建带妇建工作落到实处

加强基层组织建设是巩固党的执政地位的内在要求，是党的政治优势和优良传统。党的基层组织建设和妇联基层组织建设有着密切的联系。现就党的基层组织建设带动妇联基层组织建设讲几点意见。

无源卫星导航系统星地双向无线电时间比对实现

介绍了无源卫星导航系统星地无线电时间比对的原理,给出了星地无线电时间比对在扩频测控信道中实现的方法,并对各种误差因素进行了分析。

基于脉冲串信号的无源定位系统频差估计误差CRLB分析

频差估计是无源定位系统中的关键部分,其估计精度直接决定了无源定位系统的性能。本文对单频脉冲信号频差估计误差方差的Cramer-Rao下限(CRLB)进行了理论分析研究。在建立数学模型的基础上,定量分析了频差估计误差CRLB与接收信号参数的数学关系。通过直接公式推导和数值仿真归纳,分别得出了相参/非相参单频脉冲信号频差估计误差CRLB的解析表达式,该结论可用于指导基于频差估计的无源定位系统设计。

卫星导航定位卡尔曼滤波时延平滑方法研究

为进一步提高卫星导航定位精度和性能,介绍和讨论了卡尔曼滤波延时平滑方法,并建立了一种卡尔曼滤波延时平滑定位模型与算法。与经典卡尔曼滤波类似,该算法同样具有状态系统与测量系统两类方程,能够根据后续历元测量值及定位结果向前进行逆向预测与更新,从而达到对整体定位过程再次平滑的目的,更大程度地获得定位结果跟随性与平滑性之间的平衡。通过多种不同情况下的GPS实测试验,对方法的正确性和可行性进行了分析与验证。结果表明,卡尔曼滤波延时平滑定位方法能够适用于多种静态、动态导航应用领域,使输出结果更为平滑和准确,在有效提高定位精度的同时具有更强的抗多径和抗干扰性。