一种GNSS卫星轨道高精度实时插值方法

针对GNSS导航信号模拟源中多星座轨道计算实时性问题,从计算效率、精度等角度分析和对比了牛顿多项式和埃尔米特多项式插值算法的性能,通过对牛顿插值的加"窗"改进,使得卫星位置、速度的插值精度显著提高。算例结果表明,该方法能够在等间距时间点上多个卫星位置已知、速度未知的条件下,高精度实时地内插出卫星的位置和速度,其中卫星位置插值精度为mm级,速度插值精度小于1e-5m/s,计算量为广播星历直接计算的1/7,位置和速度的拟合精度均优于三阶埃尔米特插值结果。

基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法研究

针对导航战、城市或者室内环境中,可见卫星数目小于3颗,用户位置未知时,接收机无法完成授时等问题,并结合我国已有卫星导航系统(北斗和CAPS系统)现状,提出了一种基于IGSO卫星的多普勒定位单向授时方法。该方法通过测量卫星信号的多普勒频移,采用积分多普勒计数计算用户位置,完成单向授时功能。分析结果表明,使用3颗IGSO卫星搭载透明转发器载荷,可使我国领土范围内的定位授时可用性基本达到100%;静态观测用户,长期测量定位精度可达3m以内,授时精度误差小于100ns。由于该方法最少只需观测1颗IGSO卫星信号,这为导航战背景及微弱信号环境下的定位授时服务,提供了新的解决方法。

基于变频转发RDSS信号模拟的参数生成算法

近年来,有源与无源体制兼容型的RDSS接收机技术的迅速发展对与之匹配的高精度卫星信号模拟器的研制提出了迫切需求。模拟器主要包含卫星轨道仿真、用户轨迹仿真、误差建模、信号生成参数计算等模块。其中信号生成参数的模拟是需要解决的一项关键技术。但由于RDSS卫星导航系统的信号播发具有变频转发的特点,使得信号参数的模拟变得比GPS等直播式系统复杂。为此,提出了一种适合变频转发的卫星信号生成参数算法,并推导了多普勒频移参数计算公式。仿真实验结果验证了文中算法的正确性。

一种高精度区域对流层延迟模型及验证

对流层延迟模型精度是影响我国深空探测干涉测量系统实时处理精度的因素之一。不同于传统的对流层天顶延迟和映射函数单独建模,建立一种同时考虑对流层天顶延迟和映射函数的混合模型。将测站不同仰角的对流层延迟观测数据作为输入,给出模型参数确定算法。通过将EGNOS模型和文中模型的预报值与深空站实测值进行比对,验证模型精度。计算结果表明,利用EGNOS模型,10°仰角时模型预报值与实测值差异高达2.6m,而采用文中模型,仰角大于等于10°时,预报值与实测值差异不超过0.25m,精度提高约1个数量级。文中建立的混合模型对我国深空探测干涉测量系统中数据的实时处理具有较高的应用价值。

一种新的单基准站钟差估计方法

基准站钟差是卫星定位系统定位误差的重要来源。为了准确校正基准站钟差以提高定位精度,提出一种基于三参数时钟模型、Singer运动目标模型和Kalman模型的基准站钟差估计算法。实验采用NOVATEL高精度接收机接收卫星的GPS实时数据以提高实验的可靠性。基于Matlab平台对钟差参数、定位坐标和定位误差进行仿真计算,结果证明其能有效提高GPS定位精度。

收发同源设备中相位噪声对信号的影响分析

收发同源设备中信号经过下变频、A/D采样、数字信号处理、D/A恢复和上变频等流程,本文给出了相应的信号传输模型,并针对频标相位噪声对信号通过的影响进行了分析,基于上、下变频时刻频标相位噪声发生变化的分析,推导出了频标相噪对信号经过收发同源设备所产生的影响表达式,并得出结论:由于频标相噪的存在,使得信号通过收发同源设备后伪码速率和载波均被引入一个与频标频率变化率相关的因子,可视为引入了多普勒偏移量,并明确给出了该偏移量的表达式。该结论与普遍认为的收发同源可以完全抵消频标相噪的影响有较大区别,实验验证结果较好地吻合了理论分析的结论。

一种快速的GPS软件接收机信号捕获方案设计

为了提高GPS软件接收机信号捕获的速度,设计了一种快速的GPS信号捕获方案。对比分析了两种常用的GPS(GlobalPositionSystem)信号粗捕获实现方法,设计了一种优化的实现方法;同时对常用的两种精细载波频率算法进行了比较分析,设计了一种二次曲线拟合的方法计算精细载波频率;基于多普勒频移的分布特点,改变以往顺序搜索的方式,采用跳频搜索的方法。最后,将优化的粗捕获方法、精细载波频率算法和多普勒频移跳频搜索方式组合成一个完整的GPS捕获方案,仿真结果表明所设计的实现方案运算量小、速度快,捕获的结果满足跟踪要求。

具有镜频抑制功能的混频电路设计

镜频干扰会降低接收机系统的性能,必须设计专门的电路进行抑制。本文介绍了通常的镜频抑制混频器的工作原理,根据其存在的缺点,提出一种改进的电路结构;然后详述了在实际的电路设计中为了获得理想的镜频抑制比所采用的电路方案;最后给出了混频电路的性能指标。