新一代卫星导航系统的多信号接收软件

随着全球卫星导航系统的发展,卫星导航接收信号向多元化方向迈进,为此对接收机接收信号的多样性及其兼容性提出了更高的要求。设计了一种新一代卫星导航系统的多信号接收软件,该接收软件采用对接收信号在导航系统类型、信号调制方式和信号频段进行模块化处理的方式,实现了在不同的环境下对特定信号同步接收。同时,该接收机利用VC平台丰富的界面显示效果和Matlab平台强大的数学计算能力的特性,既能保持传统硬件接收机高效的处理速率,又能发挥软件接收机参数可变、快速灵活的特点。

北斗系统新体制信号质量监测指标及测试方法

卫星信号质量监测通常采用通用标准仪器、监测接收机和离线数据3种方式。对于新信号体制下的卫星导航信号,前2种方法存在分析指标不全、适应性较低等问题。在总结归纳传统卫星信号质量监测指标的基础上,重点对质量监测指标与信号伪距、载波相位、电文符号的关系进行理论分析与仿真计算,指标参数主要涵盖相关损失、相关峰、IQ正交性、载波伪码相干性等。最后,以离线数据分析的方法建立基于软件接收机的信号质量监测分析系统,并对北斗二号二期体制的试验信号进行质量分析测试。结果表明:该评估方法合理有效,可为提供北斗卫星全球体制的设计提供验证平台。

一种含导频GNSS信号的通道组合捕获检测量的设计与优化

新体制导航信号中大多含有导频通道,通过对含导频信号的组合捕获检测量的分析,证明导频与数据通道的相干组合检测量是非相干组合检测量和差分组合检测量的一种二次组合形式;设计一种通用的组合捕获检测量;利用分段相关-视频积累的优化方法,建立该检测量的二维优化模型,并给出相应的优化方法,得出最优设计参数随信号载噪比、多普勒容限及导频功率系数的变化规律。

卫星信号捕获跟踪仿真与卫星授时的实现

卫星授时,就是指通过卫星发射或转发高精度标准时间信号的时间同步技术。文中首先分析了卫星定位和授时的原理。因为授时需要对卫星信号捕获跟踪,但由于实际的卫星不受我们控制,所以用Matlab程序通过合适的算法和参数产生仿真卫星信号,并对仿真卫星信号进行捕获跟踪处理。最后,实验中采用TD3020T模块等软硬件搭建基于北斗二代卫星的授时系统,授时系统捕获跟踪到了实际卫星报文信息,并用编写好的Matlab程序对报文信息分析处理得到纳秒级精度的标准时间信号,实现了基于北斗二代卫星的纳秒级精度授时系统。

基于优化理论的GPS定位解算算法

针对传统定位解算方法存在的问题,基于优化理论的思想提出了一种新的定位解算方法——基于优化理论的最大后验估计算法.介绍了该方法的基本原理,详细给出了算法的推导过程,该方法用优化理论的思路求解系统状态量的最大后验概率估计值.它是从系统状态量、观测量的联合概率密度函数出发,将估计问题转化成优化问题,用优化问题的解法对系统的状态进行估计.在此基础上,用仿真实验验证了该方法进行定位解算的有效性.实验结果表明该方法完全解决了定位解算中的非线性问题,并拥有较高的定位精度.

卫星导航接收天线相位中心的测量

通常天线的相位中心与其几何中心是不一致的。为了确立天线相位中心与几何中心位置的相对偏差,提出了采用室内测量法和室外测量法对天线相位中心进行测量,描述了2种测量方法的测量原理。详细介绍了在测量过程中找出天线相位中心的方法步骤,并指出了2种测量方法的特点。

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。

多机有源无源协同探测及精度分析

针对有源探测易被截获发现,无源侦察精度较低问题,研究采用多机有源无源协同工作方式降低被发现概率,提高探测精度。在探测初始阶段,先利用多机时差算法对目标进行粗定位。在探测跟踪阶段,再使用无源粗定位结果牵引有源探测平台实施目标快速精定位,提高定位精度。仿真结果表明,文中所设计的多机有源无源协同探测方式,对目标定位精度优于单纯的多机无源定位和有源探测方式,且具有作用距离远和良好的隐蔽性优点。

双边带调制信号间的互相关影响及分析

下一代卫星导航系统拟采用多种双频复用技术,如AltBOC和TD-AltBOC。复用信号之间的相关特性对接收机后端的信号处理部分将造成影响。同一颗卫星播发的下行导航信号,不同的信号分量始终具有相同的传播时延和动态特性,因此其互相关对伪距测量的影响是固定的。当信号间存在频差时双边带信号互相关对测距影响的研究较少。首先从信号接收的角度,给出双边带信号复用技术的简化模型。在此基础上,分析不同频信号互相关对伪码和载波跟踪的影响,最后通过仿真数据验证了结论的正确性。该结论也可以扩展至对不同频点间任意调制方式信号互相关影响的分析,对接收机信号处理环路的设计,以及系统信号体制的选择具有一定的指导意义。

一种针对DCSK的混沌序列优选分析

通过对典型混沌映射logistic映射、改进型logistic映射、Tent映射和二阶的Chebyshev映射进行包括良好的自(互)相关特性、内随机性、初值敏感性、均值几方面的比较,罗列出四种映射的递推表达式,自互相关表达式以及均值进行比较,并将四种映射产生的混沌序列应用于差分混沌键控系统(DCSK),探究了四种序列对于同一系统误码性能的不同影响,仿真比较得到改进型logistic映射和二阶的Chebyshev映射产生的混沌序列对系统的误码性能影响较好,更适合应用于差分混沌键控系统。研究的所有内容都是基于MATLAB进行仿真,总结得出结论。

基于RDSS和RNSS的北斗定位装置设计

针对飞行过程中的定位问题,设计了一款高功率、体积小的新型定位装置。该定位装置主要由北斗模块、单片机模块和供电模块三部分组成。北斗模块由卫星无线电定位系统和卫星无线电导航系统模块集成,信标工作时首先通过卫星无线电导航系统快速获取定位数据,定位数据经过单片机处理后通过卫星无线电定位系统发送至卫星,然后地面短报文接收机接收到数据,最终传输至上位机,将经度、纬度等参数详细转换并呈现至上位机界面。本设计采用双北斗模块和多接收模块保证发射频率和接收效率。经过连续的测试后,新型定位装置运行状态稳定,通信成功率≥95%,能够达到预期要求。

GPS/INS超紧组合系统载波相位跟踪误差研究

载波跟踪环(PLL)设计是GPS接收机设计中的关键问题,PLL的相位误差源包括相位抖动和动态应力误差.随着接收机工作平台动态性的增加,较大的动态应力误差将导致环路失锁.为适应高动态环境,GPS接收机通常采取INS辅助GPS跟踪环路的超紧组合方式来降低动态应力误差.组合系统提供的外界辅助信息不可能完全精确,所以跟踪环路在减小动态应力误差时,也会引入其他测量误差源.对GPS/INS超紧组合系统PLL跟踪误差进行了详细推导并且得出两个解析公式.仿真结果表明,对超紧组合系统的PLL跟踪误差公式推导是准确的,为PLL环路参数的最优设计提供理论参考.

红外与可见光图像配准在EFVS中的应用研究

EFVS(视景增强系统)是一种有效的进近着陆助视系统,正逐步在民用航空器上安装运行,其核心技术之一就是多源图像配准。红外与可见光图像配准作为一类重要的多传感器图像配准方法,在自动控制、遥感、民用航空及军事应用等领域发挥着重要作用。研究了基于特征的配准方法在EFVS中的应用,并通过仿真实验显示其对飞行员情景意识的提高。

SINS/BDS紧组合系统中自适应两阶段扩展卡尔曼滤波

在实际应用中,以伪距/伪距率为观测量的SINS/BDS紧组合导航系统,存在量测噪声的统计特性与实际不相符的情况,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)方法无法有效解决这一问题,从而引起滤波误差增大。提出了一种SINS/BDS紧组合导航系统的GDOP估算及在线估计量测噪声的自适应两阶段EKF(ATEKF)方法,该方法使用经过紧组合修正后的SINS输出的位置,并结合星历数据中提供的卫星位置求解GDOP。在此基础上,利用GDOP值以及新息,实现了紧组合导航系统的量测噪声方差阵(R)的在线实时估计,从而达到自适应滤波的效果,改善导航精度。

基于AVR单片机的GPS导航小车设计

首先对基于单片机的GPS导航小车进行了整体结构设计,说明了小车模型的意义,实现自动行驶功能;其次分别介绍了单片机控制器、GPS模块、无线传输模块和小车模型等硬件部分;再次对系统软件设计做了详细说明;最后对设计做了总结,实现了预期目标。