可重构智能超表面在卫星导航系统中的应用展望

高中低轨复杂大型星座是下一代全球卫星导航系统(GNSS)的发展方向,尤其是低轨卫星的大量部署,对卫星段和地面段的波束扫描天线在成本、重量及功耗等方面提出了更高要求,传统的电扫相控阵天线和机械扫描天线均无法较好地满足需求。近些年,可重构智能超表面(RIS)因其可低成本、低功耗地控制波束传播方向而被极大关注,并在下一代移动通信中被视为能够提升网络容量和覆盖范围的主要关键技术之一,利用RIS来解决卫星导航系统中的天线问题具有较大的潜力,但同时也面临诸多挑战。基于下一代卫星导航系统的发展需求,本文简要介绍了RIS的基本原理及目前的发展现状,重点分析了RIS在卫星导航系统中的应用前景,并提出了需要解决的核心关键技术。

不同卫星导航系统组合监测的玛多地震同震形变与精度分析

为全面分析不同卫星导航系统(GNSS)组合监测地震形变的精度,本文首先基于青海玛多地震(Mw 7.4)周边近场及远场共8个区域CORS站的高频(采样率为1 Hz)GNSS观测数据,采用精密单点定位技术进行高频数据解算,初步分析了多系统组合相对单GPS系统的同震形变精度提升,然后对具有相同卫星系统数/不同卫星系统组合的同震形变误差进行对比分析,最后基于GREC2(GPS/GLONASS/Galileo/BD-2)和GREC3(GPS/GLONASS/Galileo/BD-3)两种组合情况分析了北斗二号与北斗三号的同震形变精度差异。研究结果表明,多系统组合观测同震形变的精度优于单系统,其中GEC2+3(GPS/Galileo/BD-2/BD-3)组合观测同震形变精度最优,相对于单系统GPS而言,在水平方向上的精度提升可达30%~60%,在垂向上的精度平均提升可达30%;在三系统卫星导航系统组合中,含北斗的多系统组合在水平方向上的精度提升最高可达38.75%,垂向上的精度提升最高可达41.46%;北斗三号观测的同震形变精度比北斗二号精度更高、效果更好。

全球卫星导航系统课程实践教学研究

针对全球卫星导航系统课程教学过程中系统性理论知识点较多的特点,对该课程实践教学问题进行了探讨。提出了利用GNSS模拟器加强全球卫星导航系统课程实践教学的方法和具体应用。通过GNSS模拟器仿真全球卫星导航系统的工作场景,验证该课程理论教学所学知识,提高学生的学习兴趣,加深其对课程理论知识的理解和掌握。

全球卫星导航系统数字中频信号再量化方法

GNSS抗干扰技术需要采用高位A/D量化,而现有接收机往往采用低位A/D量化,即在抗干扰前后采用不同A/D量化位数。为了不改变GNSS接收机的现有结构,因此需要研究如何将高位量化数字信号转换为低位量化数字信号。针对传统直接截取法带来信噪比损耗的问题,提出了一种基于自适应门限的GNSS数字中频信号再量化方法,该方法通过转换后低位信号的最佳概率分布即高斯分布不断调整再量化门限值,根据该门限值对高位数字信号进行再量化。理论分析并仿真比较了传统截取法和新方法再量化损耗,结果表明新方法具有更小的再量化损耗,并且针对提出的再量化方法对卫星信号进行捕获仿真,证明了该方法真实可行。

全球卫星导航系统的最新动向与发展趋势

世界主要大国纷纷建设自己的卫星导航系统,将其作为国家基础建设设施,形成GPS、GLONASS、Galileo和Compass既竞争又互补的局面。时间进度对于已建和在建的四大全球导航卫星系统(GNSS)是个重大考验,尤其是对于在建的Galileo和Compass;系统的稳定性、可靠性和高性能,是各大系统竞争力和不被边缘化的基础,也是其社会与经济效益的试金石;兼容和互操作技术则是掌握市场主动权和全球化的瓶颈与壁垒。2010年将是四大全球系统真正开始竞争、角逐、斗智斗勇和合作共赢的实际行动年,GNSS发展走向如何,人们将拭目以待!

干扰全球卫星导航系统行为的国际法适用问题探析

干扰全球卫星导航系统(GNSS),是大国间开展外空安全博弈的手段之一。国际社会关于干扰GNSS行为违法性的讨论刚刚开始,尚存较大争议。技术领先的国家,其对于GNSS干扰的防御、取证、核查能力都较强,就会倾向于一个认定干扰GNSS违法性的低门槛,从而为采取反措施或开展舆论战提供借口,这并不利于维系外空战略均衡。国际法并没有明文禁止干扰GNSS的行为,国际电信法、国际空间法的相关规定对界定其违法性虽然具有重要意义,但并不能得出干扰GNSS行为必然违法的结论。判断一个干扰GNSS的行为是否违反国际法,应当综合考量该行为与军事对抗关联度、“民为军用”的透明度、遵守相关限制的程度等要素。无论是对既有法(Lex Lata)的解释还是对应有法(Lex Ferenda)的设计,都应对外空军事对抗中的干扰行为适当包容。

全球卫星导航系统的应用与研究

本文介绍了全球卫星导航系统(GNSS),包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和我国的北斗星卫星导航系统,并介绍了全球卫星导航系统的用途及今后的发展和未来。

GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化

针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。

让卫星导航系统更好地服务全球、造福人类——全球卫星导航系统国际委员会第七届大会在北京召开

全球卫星导航系统国际委员会（International Committee on GNSS，ICG）第七届大会于2012年11月4—9日在北京召开，来自ICG成员、准成员、观察员等16个国家和地区以及18个国际组织的240多名代表参加了大会。本届大会由中国承办，

浅谈全球卫星导航系统应用发展中的矛与盾

随着全球卫星导航系统（GNSS）应用的高速增长以及GNSS接收设备高精度、小型化的发展趋势，我们有理由相信未来的微型GNSS接收装置将遍及我们生活的每个角落，带来巨大便利。不过，GNSS也可能被人恶意利用，进行跟踪和监视，侵犯个人的隐私权一出于保护隐私的需要，信号干扰设备正逐渐兴起，如干扰机和欺骗设备等但随着这些干扰设备的普及。又会对一些关键系统和基础设施中的GNSS接收造成影响。可见，GNSS应用与GNSS干扰设备在发展中形成了矛与盾的关系，未来如何解决隐私性与GNSS完好性之间的平衡问题越来越值得我们关注。

全球卫星导航系统间的兼容性和互用性

本文介绍了卫星导航系统、星基增强系统及国际GNSS委员会（ICG）的概况，重点介绍了GNSS系统兼容性和互用性的相关定义和原则，以及GNSS提供者和用户团体对兼容性和互用性的相关讨论。最后介绍了亚太区域卫星导航的优势。

全球卫星导航系统兼容性分析方法研究

根据全球卫星导航系统信号捕获、载波跟踪和数据解调的原理,优化了等效载波功率与噪声密度比模型。针对有多普勒频率时的情况,提出了C/A码自干扰时的捕获-频谱隔离系数。结果显示,随着多普勒频率的变化,频谱隔离系数有着明显的变化。通过对仿真结果的分析,验证了模型的有效性,也为后续卫星导航信号的优化设计提供了支持。

先验信息约束的车载GNSS RTK/IMU紧组合导航算法

针对传统RTK/IMU组合导航系统在复杂环境中的模糊度固定率低导致其精度和可靠性较差的问题,文中提出一种先验信息约束的车载GNSS RTK/IMU紧组合导航算法。该算法首先构建一种基于IMU辅助伪距一致性检测的GNSS质量控制模型,以识别并剔除粗差较大的伪距观测量,接着提出一种附加先验长度信息约束的GNSS模糊度解算方法,提高GNSS模糊度解算的成功率,最后,将RTK与IMU输出的数据通过EKF进行紧组合滤波融合,从而提高组合导航系统在复杂环境中的精度与可靠性。实测车辆实验数据表明,提出算法相对于传统RTK/IMU紧组合导航算法,在三维位置和速度上的精度提升率达到36.36%和14.29%;与基于IMU位置信息约束的RTK/IMU紧组合导航算法相比,提升率分别达到26.31%和20.00%。

基于图优化的INS/GNSS深组合导航系统研究

为充分考虑历史信息对未来导航结果的影响,并充分利用更深层次的组合导航信息进行信息融合,提出了一种基于图优化的INS/GNSS深组合导航方法。通过将量测信息和状态传播作为约束信息,在时间域上构建优化代价函数,利用列文伯格-马夸尔特法求解状态的最优估计。通过INS/GPS深组合导航系统仿真实验对该方法进行了评估和分析,仿真实验结果表明,所提算法与常规卡尔曼滤波方法相比,三轴方向的位置误差均值分别减少了38.5%,21.0%和30.9%,速度误差均值分别减少了31.4%,52.8%和57.3%,所提算法能有效提高定位精度。

组合导航系统INS/GNSS/SAR及其降阶模型性能的研究

介绍了高阶组合导航系统惯性导航系统 (INS) /全球导航卫星系统 (GNSS) /合成孔径雷达 (SAR)及其降阶模型 .降阶系统的卡尔曼滤波时间大大缩短了 ,但其精度并未有大的降低 .仿真结果证明 。

MIMU精度对GNSS/MINS组合导航系统性能影响仿真分析

GNSS/MINS组合导航系统具有全天候、高动态、误差不随时间累积、连续高速输出导航参数的优点,但目前高精度MEMS IMU价格太高,限制了GNSS/MINS组合导航系统的应用范围。使用低精度MIMU辅助GNSS,容易导致GNSS基带跟踪环路失锁。为了找出MIMU精度与GNSS基带跟踪环路稳定性之间的关系,通过航迹发生器产生不同精度MIMU输出数据,通过GNSS模拟器产生GNSS中频数据,仿真测试不同精度MIMU辅助下GNSS基带跟踪环路稳定性。仿真结果表明,用于GNSS/MINS标量深组合导航系统的MIMU陀螺零偏稳定性应优于570(°)/h,加速度计零偏稳定性应优于19 mg,如果MIMU精度低于如上指标,则只能进行松组合或者紧组合,该结果具有工程指导意义。

GNSS/SINS深组合导航系统研究现状及展望

介绍了基于矢量跟踪的GNSS/SINS深组合导航系统的概念,根据信息融合的不同将深组合导航系统分为集中式深组合和级联式深组合,给出具体的深组合模型并进行对比分析,综述了GNSS/SINS深组合导航系统的国内外研究现状,展望了深组合导航系统的未来发展方向。

INS/CNS/GNSS组合导航系统信息分析及其滤波器设计

分析了INS/CNS/GNSS组合导航系统信息结构的特殊性 ,指出在此情况下应用联邦滤波器进行状态估计的信息不对等。针对此类情形 ,设计了几种滤波器的结构 ,分析了所设计滤波器的信息构成及信息的分配与融合 ,并尝试提出伪联邦滤波器的概念。本文所讨论的情形及设计的滤波器结构可以推广到一般的同类情形 。

融合SAR的INS/GNSS组合导航系统

针对ＩＮＳ／ＧＮＳＳ组合导航系统应用中存在的问题，提出了引入合成孔径雷达（ＳＡＲ）传感器，用以提高系统的自主性、融错性和导航精度．仿真结果表明，融合ＳＡＲ的ＩＮＳ／ＧＮＳＳ组合导航系统的精度得到了提高，是一个高性能的导航系统．

INS/GNSS组合导航系统校准方法

惯性导航系统(INS)和全球导航卫星系统(GNSS)组合的导航系统应用越来越广泛,它的校准问题亟待解决。本文简要介绍了目前广泛使用的各种导航系统,论述了INS/GNSS组合导航系统的工作原理及组合算法;详细分析了INS/GNSS组合导航系统各种测试及校准方法,比较了各种校准方法的优缺点;提出了INS/GNSS组合导航系统校准装置应具备的条件:可产生标准的空间位置和速度、可产生标准的姿态角度变化、可有效地接收GNSS卫星信号、统一的时间基准与同步信号。