Study on GNSS satellite signal simulator

Satellite signal simulator for global navigation satellite system(GNSS)can evaluate the accuracy of capturing,tracing and positioning of GNSS receiver.It has significant use-value in the military and civil fields.The system adopts the overall design scheme of digital signal processor(DSP)and field-programmable gate array(FPGA).It consists of four modules:industrial control computer simulation software,mid-frequency signal generator,digital-to-analog(D/A)module and radio frequency(RF)module.In this paper,we test the dynamic performance of simulator using the dynamic scenes testing method,and the signal generated by the designed simulator is primarily validated.

DSP预警卫星探测能力评估

为合理评估DSP预警卫星的探测能力,提出了以卫星规定的探测概率、虚警概率、目标首次捕获时间和最低探测高度为指标并对卫星探测过程进行系统建模的仿真评估方法。通过建立卫星与导弹间位置参数模型、导弹目标红外辐射模型、导弹弹道模型、大气背景辐射模型和卫星探测器噪声模型,并结合STK软件构建了DSP预警卫星探测能力仿真评估系统。利用该系统开展仿真研究得出如下结论:在保持天气状况和卫星与导弹间的位置关系不变的前提下,卫星系统规定的探测概率越大或虚警概率越小,DSP预警卫星的可靠性越高,探测能力先减弱后保持不变;在保持卫星规定的探测概率和虚警概率以及卫星与导弹间的位置关系不变的前提下,DSP预警卫星晴天在2.7μm波段的探测能力比云天强;在保持卫星规定的探测概率和虚警概率以及天气状况不变的前提下,DSP预警卫星对高纬度目标的探测能力比对低纬度目标弱。

激光对DSP卫星探测器干扰效能研究

为降低导弹预警卫星对弹道导弹预警定位能力,从分析导弹预警卫星红外探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,综合了激光器输出功率、激光束质量、跟踪瞄准精度和大气等因素的影响,定量地评估了激光武器对红外探测系统的饱和干扰能力,最终分别给出了一定条件下地、空、天基激光武器对DSP预警星载探测器饱和干扰能力。

基于FPGA+DSP结构的三星无源定位系统设计

提出了一种基于 FPGA+DSP 结构的北斗一代三星无源定位系统设计方案。介绍了三星无源定位的原理,给出了系统硬件结构设计、软件功能划分以及功能调度方法,实际测试表明该系统达到了预期的设计目标。

抗红外烟幕对DSP预警卫星的干扰效果评估

为干扰DSP预警卫星对弹道导弹的预警,使用抗红外烟幕在卫星附近实施干扰。建立了真空和微重力环境下抗红外烟幕对红外辐射的干扰模型和烟幕自身红外辐射计算模型,计算了烟幕在真空和微重力环境下对红外辐射的衰减率,结合烟幕自身的红外辐射强度,综合评估了抗红外烟幕对DSP预警卫星的干扰效果,得到了抗红外烟幕能对预警卫星构成有效干扰的重要结论。

关于用DSP预警卫星识别弹道目标的研究

研究弹道目标识别技术具有十分重要的意义。本文在简要介绍了D-S证据理论后,研究了DSP预警系统的预警原理及其探测器的工作机制,提出了一种基于改进的D-S证据理论的对弹道目标进行识别的方法。

基于独立DSP平台的实时卫星导航接收机的设计

以TI公司的TMS320C6416芯片为例,设计实现了基于独立DSP芯片的通用卫星导航接收机平台,说明了如何通过单独的DSP平台实现中频卫星信号的采集、程序和数据的存储、线程调度等功能,以及如何支持多星座卫星导航接收机扩展。实验结果表明,根据本方案实现的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能。

基于DSP和FPGA的卫星信号模拟器设计与实现

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I、B3双模多频点卫星信号的模拟。利用商业接收机对硬件平台生成的卫星导航信号进行测试,定位结果验证了卫星信号模拟器设计的正确性,表明该系统达到了预期设计要求。

基于FPGA和DSP的卫星导航接收机测试平台

介绍了一种基于高性能FPGA和DSP的卫星导航接收机多功能硬件测试平台,给出了平台的硬件框图。在该平台上实现了卫星信号的捕获跟踪,并给出了测试结果。

基于FPGA与DSP的嵌入式GNSS接收机设计

随着GNSS接收机应用的不断深入,其对系统功耗、体积等性能的要求越来越高。大规模集成电路芯片如现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)等在嵌入式GNSS接收机设计中得到广泛应用。卫星信号数字处理是接收机的核心部件之一,提出了一种基于FPGA与DSP模块化的嵌入式接收机的基带信号处理系统设计。利用FPGA完成基带相关器的设计,并由DSP实现卫星信号的信号处理和定位导航解算。通过静态测试试验,说明所设计的GNSS接收机具有体积小、功耗低和实时性强等特点。

基于DSP的卫星跟踪控制系统的设计

设计了一种由TMS320LF2407A数字信号处理器组成的卫星跟踪控制系统,该系统采用GPS接收机、信标机和电子罗盘HMR3300获得卫星的状态信息,经过处理自动控制伺服电机驱动接收天线转向并锁定某一卫星,以达到最佳的通信质量。介绍了该系统各个部分的组成原理与设计方法。该系统可以广泛的应用在任何运动载体上(包括汽车、火车、轮船、飞机等)。

实时卫星导航接收机在独立DSP平台上的设计实现

针对目前卫星导航接收机通常需要依赖FPGA芯片或ASIC芯片,功能扩展升级困难的问题,提出了基于独立DSP芯片的模块化卫星导航接收机平台的构建方法,并研究了中频卫星信号的实时采集、程序和数据的分配与存储、线程调度管理技术。在此基础上,以TI公司的TMS320C6416芯片为实例,设计实现了实时软件接收机样机。实验结果表明,依照该方案设计的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能。

面向卫星互联网信号的监测处理平台设计

在低轨卫星互联网迅猛发展的背景下,我国卫星监管机构围绕新型目标开展针对性监测的效果不佳,技术水平亟待提升。基于卫星互联网信号传输架构的研究结果,提出一种面向卫星互联网信号的针对性监测技术框架,设计并实现高速监测处理平台。典型卫星信号经过信号检测、识别、解调译码后,支持比特流级信号分析。实验结果表明,该平台能够实现典型卫星互联网信号监测处理流程并得到相关特征参数,对研制监测设备具有实用意义。

天基红外图像的点目标检测

为了研究地球同步轨道卫星红外扫描相机图像星上处理技术,分析了美国国防支援计划(DSP)卫星Phase-Ⅱ阶段和改进后的星上信息处理机的基本处理流程,提出了一种适用于星上工作环境的红外扫描图像点目标检测双通道滤波方法。首先,采用均值滤波抑制背景,对背景去除后的残差图像进行自适应门限探测;在门限滤波的同时,采用峰值判别算法对峰值数据进行检波以降低自适应门限滤波产生的虚警;最后,采用融合算法对超过门限的图像及峰值检波图像的双通道数据进行目标确认。该算法在保证高目标检测率的同时降低了虚警率,简单可行且利于硬件实时实现。实验结果表明,当目标信噪比>6时,检测概率可达99.3%(虚警率为1.3×10-3);算法实时性分析表明,处理器主频为200MHz时,算法处理能力为56.45Mb/s,满足天基信息处理要求。

导弹预警卫星对助推段导弹的探测能力建模

导弹预警卫星在导弹防御体系中处在最前沿,在导弹的早期预警中起着其他装备无法替代的作用。分析了导弹预警卫星的工作原理与作战流程,从覆盖范围、最大探测距离以及检测概率3个方面对导弹预警卫星的探测能力进行了数学建模,并利用所建模型分析了美国导弹预警卫星的探测能力,为导弹预警卫星的探测能力评估奠定了理论基础。

北斗导航接收机的硬件设计与实现

北斗卫星导航系统的逐步完善加快了北斗导航接收机产业的发展。在研究北斗导航系统原理的基础上,提出了一种基于北斗卫星导航系统的导航接收机的硬件设计方案。该方案以北斗卫星导航性能需求为基础,以射频模块、FPGA和DSP为核心器件,集成各部分完成了接收机系统的硬件设计。在硬件设计基础上,设计了DSP的驱动程序。最后与接收机软件配合进行测试,测试结果表明该设计能够正确捕获跟踪北斗卫星信号,为用户提供准确的位置和速度等参数输出,可实现实时高精度定位。

红外烟幕对高轨星载红外探测器干扰效能评估

为降低导弹预警卫星对弹道导弹预警定位能力,从分析导弹预警卫星红外探测系统入手,介绍了通过伴星或火箭施放红外烟幕对其进行干扰的机理,并从烟幕对红外辐射的吸收能力、散射能力以及烟幕自身红外辐射三个方面评估了烟幕对红外探测系统的干扰能力,并最终以目标与环境的对比度的改变来衡量干扰效果。

卫星微振动测量系统双冗余CAN总线接口设计

在轨微振动测量系统是卫星平台与遥感系统有效载荷的重要星载设备,用于测量卫星在轨运行时典型位置的微振动加速度水平。针对星上总线接口及微振动测量数据传输需求,设计了一种高可靠性双冗余CAN总线。通过CAN总线硬件驱动选型、数字信号处理(DSP)与CAN总线控制器接口匹配、读写时序设计与分析、总线协议与数据约定分析、驱动层和应用层软件设计以及总线切换和容错设计等方法,实现了与星务计算机的高可靠性CAN总线通信,可满足微振动测量系统指令接收、工作模式切换、测量数据与状态遥测数据传输等功能需求。通过地面测试与在轨运行验证,该CAN总线接口设计满足星载通信网络的性能要求,具有接口简单、稳定可靠、实时性好的特点。同时,该设计也为解决高速CPU与低速通信总线外设间匹配、独立型与复用型地址数据总线器件接口设计及CAN总线在星载通信总线领域的应用难题提供了参考。

基于软件无线电技术的通用卫星模拟器设计

航天测控站配备的传统的卫星模拟器功能单一,通用性差,已经不能满足目前卫星发展的多种测控体制、多种卫星平台的实际需求。为满足这一需求,研究了一种基于软件无线电技术的通用卫星模拟器,在70 MHz中频上进行数字化处理,实现了多体制、多星共用的功能。该卫星模拟器具有体积小、精度高、稳定性好、操作维护简单的特点。

基于GPS和北斗卫星的时统终端设计

介绍了一种基于GPS和北斗卫星相结合的时统终端设计方法,以DSP和CPLD作为核心处理单元,可以自动选择以GPS或者北斗卫星源为信息基准,解算出UTC时间和定位信息,显示给用户;同时以串行码的形式输出给其他系统;最后,对系统的时间精度、定位精度进行了系统分析;结果表明,该系统时间同步的不确定度优于100ns,定位精度优于2m,系统使用方便灵活,性能稳定可靠。