美军导航战的发展研究与启示

随着“导航战”概念的不断发展与演变,美持续推进导航对抗体系建设与指挥体系转型,以谋求PNT信息的非对称优势。从指挥职能体系建设、导航对抗能力提升、演习训练基础搭建、导航对抗实战等方面对美导航对抗体系的发展进行了研究,并进一步围绕以卫星导航系统为核心开展的攻防对抗能力进行了分析。美在加快以GPS为基石的PNT体系建设时,不断结合系列化演习与实战行动,加强导航战攻防能力的提升,应引起我高度重视。

对GPS M码信号的噪声调频干扰参数优化研究

GPS M码信号采用二进制偏移载波(BOC)调制,实现了频谱分离,带宽更大,原有针对C/A码、P码的干扰参数设置无法对其进行有效干扰。文中采用可形成较大带宽的噪声调频干扰样式,结合GPS软件接收机码跟踪环路工作原理,以接收机码跟踪误差为干扰评价指标,对特定干信比下的干扰频偏和干扰带宽进行参数优化,通过综合比较得出针对M码信号的噪声调频干扰高效干扰参数设置。

卫星导航系统对抗体系构建方法研究

卫星导航系统是现代多兵种联合体系化作战中不可或缺的因素。结合导航对抗能力发展概况分析,从攻击方式、攻击目的、攻击强度和实施手段等方面对比分析了典型导航对抗方式的优劣,进而围绕信号层和信息层2个维度开展了安全防护与对抗场景设计需求分析,提出了一种卫星导航系统的对抗体系设计构想,给出了卫星导航系统地面段和空间段的毁伤效能评估模型,为导航对抗能力分析、关键要素识别、打击策略选取和对抗场景设计等提供了参考建议。

星基增强系统电文及播发特性研究

针对卫星导航系统定位精度不足、完好性要求较低无法满足高精度用户需求等问题,星基增强系统(SBAS)应运而生。随着星基增强技术的不断完善和应用范围推广,如何联合各大SBAS系统,提供无缝的SBAS系统服务引起了越来越多的关注。本文在梳理和分析国内外SBAS电文设计标准的基础上,从SBAS的电文设计结构设计和播发策略方面开展了SBAS互操作需求分析,并基于星基增强电文解算处理方法研究提出了SBAS互操作设计的意见建议。

一种利用载波观测优化伪码测距精度的方法

针对伪码测距精度较载波相位观测低,但载波测距又存在整周模糊问题,观测难度较大,提出一种利用载波平滑伪距测量的方法,该方法利用载波测距的载波相位测量值辅助提高伪码测距精度,同时,伪码测距又可以辅助载波相位的锁定,改善载波相位观测的效率和准确性,满足系统对实时性的要求.最后通过仿真实验验证了载波平滑伪距对伪距观测的改善.

基本导航模式下BDS-3卫星地影期间的定轨精度分析

2015年以来陆续发射入轨的北斗全球卫星导航系统(简称北斗三号系统,BeiDou global navigation satellite system,BDS-3)卫星,其姿态控制增加了连续动态偏置模式,为研究BDS-3卫星在地影期间的定轨精度提供了条件。首先利用ECOM(empirical CODE(Center for Orbit Determination in Europe)orbit model)系列模型评估了BDS-3卫星的光压摄动建模精度和定轨精度,同时以轨道重叠弧段精度、用户等效距离误差(user equivalent range error,UERE)、卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)残差和定位精度为指标,对基本导航模式下BDS-3卫星的定轨精度进行了评估。然后基于北斗60余天的实测数据进行了实验,结果表明,BDS-3卫星克服了区域系统卫星在姿态控制模式转换期间定轨精度下降的问题,其定轨精度与动态偏置期间定轨和预报精度相当,仅下降2~3 cm,定位精度下降1 cm,这与目前北斗的定轨精度和定位精度相比,可以忽略。进一步的分析表明,采用ECOM 5参数光压模型,连续动偏期间的轨道重叠弧段精度为0.26 m,预报2 h的UERE均方根降低至1.22 m,SLR残差的均方根小于0.31 m,大大提升了北斗系统的可用性。

北斗二号与北斗三号完好性参数设计差异分析

针对能够标识北斗二号与北斗三号系统服务完好性的参数差异问题,该文从完好性参数定义、导航电文结构、参数内容和播发方式等方面对北斗二号和北斗三号系统完好性参数播发现状进行了比对分析,并对各类参数的工程实现情况进行了比较,结果表明:在兼容北斗二号基本导航服务相关系统完好性参数的基础上,北斗三号增加了可快速标识服务精度及预测精度的完好性参数;受多方面的约束与局限,北斗二号仅具备提供单频改正的广域差分增强服务的能力,且无相关国际标准规范支撑,而北斗三号为能获取国际民航组织测试认证,已立足于国际相关标准规范进行了可支撑单、双频改正的星基增强服务工程实现。

卫星导航系统星地协同运行模式及可靠性研究

随着各类用户对卫星导航系统服务需求的不断提升,各大卫星导航系统逐步将关注点由系统研制建设转移至了系统及产品可靠性、维修性、保障性等服务可靠性方面.为实现系统研制建设及运行维护阶段的风险管理与评估,本文围绕地面主备运行控制、锚固支持和星座自主运行三种大系统运行模式,系统地分析了各种模式下的系统可靠性研究方法.同时,结合蒙特卡罗、马尔可夫链、贝叶斯网络等成熟的可靠性理论,提出了一种结合动、静态可靠性分析方法的星地协同运行可靠性分析框架,初步分析了该方法在工程中的可行性和有效性.

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:(1)BDSBAS-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。