北斗无线电测定业务机载设备与铱星机载地球站间兼容性分析

推动北斗(Beidou Navigation Satellite System, BDS)机载设备应用于民用航空器,将面临与已装载设备间的兼容性分析。铱星系统已相继在波音、空客等主要机型上集成应用,为航空器提供航空移动卫星服务。铱星系统用户链路与无线电测定业务(radio determination satellite service, RDSS)上行链路频谱重叠,针对北斗RDSS机载设备与铱星机载地球站进性兼容性评估。其中,机载天线间隔离度是评估机载系统电磁兼容(electromagnetic compatibility, EMC)的主要参数之一,将飞机机身理想化为纯金属的光滑圆柱表面,通过调整两系统天线的相对位置,分析天线布局对天线隔离度的影响。同时,收、发天线极化轴比与RDSS发射功率也对两系统的兼容性产生重要影响。仿真结果表明,北斗RDSS机载设备会对铱星机载地球站造成有害干扰,并给出合理的同机安装建议,为北斗RDSS机载设备在民航上的适航装机提供了参考。

卫星无线电导航业务及所用频率

该文根据１９９２年以来历次国际电信联盟世界无线电通信大会最的文件和所载的修定的无线电规则编写，给出了卫星无线电导航业务和卫星无线电测定业务的有关定义，同时也给出两中使用的无线电频率范围。

开拓无线接入系统新空间——关于工信部无函〔2012〕620号文的政策性解读

众所周知,随着信息化应用的快速发展,无线宽带接入在社会经济、日常管理以及公众生活等诸多方面,都扮演着不可替代的重要角色,尤其是当前正在广泛开展的"智慧城市"建设,更是对普及公众移动宽带接入提出很高要求.在这种大形势下,随之而来的便是频率资源瓶颈问题.为了更好地解决这一难题,工业和信息化部不久前印发了《工业和信息化部关于发布5150-5350兆赫兹频段无线接入系统频率使用相关事宜的通知》(以下简称"文件").

从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性

针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频录制和回放(record and replay,RAR)手段对RDSS系统可能存在的仿冒与欺骗安全隐患做了验证.证明RDSS系统在抗RAR攻击方面存在漏洞,容易被RAR攻击欺骗,这种欺骗攻击暴露了RDSS系统存在完整性和可用性上的安全隐患,可能使得终端用户造成信息混乱,也可能使终端用户被触发频次限制,无法得到正常的服务.最后提出了针对此类安全隐患提高系统安全性的几种措施.

高可靠性高精度定位系统的国产化设计与实现

针对航空航天、国防军工领域内飞行器飞行实验中残骸和存储器的快速、准确、高效的定位回收问题,创新性地利用RNSS和RDSS相结合的卫星通信方式并利用包括国产单片机在内的国产器件,设计了一种高可靠高精度的全国产化实现落点定位的定位系统。经过多种复杂恶劣环境下的实验与应用,系统的定位精度最高可以优于5 m,北斗短报文的通信频度在2次/分,丢包率小于5%,大容量锂电池可以保证系统连续最长工作时间达4 h;满足对残骸和存储器的定位回收需求,具有体积小、高精度、高可靠性、实时性强等特点。目前已经在某项目中得到应用。

某型救生电台北斗定位通信特性及其检测技术研究

随着北斗卫星导航定位技术的迅速发展及相关服务的广泛应用,某型救生电台配置了北斗定位和短报文通信功能,产品修理时的北斗定位通信性能检查测试需求随之而来。在分析救生电台及其北斗定位通信单元功能结构特性的基础上,从卫星无线电测定业务(RDSS)技术原理着手,深入解析救生电台北斗定位通信技术指标,识别修理过程中的性能检测项目;设计一种涵盖北斗天线及核心单元的无线辐射式整机性能检测方案,给出北斗定位通信性能检测流程和具体测试方法。可为其他北斗卫星导航产品修理及新型救生电台自主维修保障能力建设提供技术支撑。

北斗RDSS应用于通航空管的机遇与挑战

通航空管已成为制约我国通航产业发展的一个重要因素,迫切需要开发适合通航应用的空管系统。针对通航飞行高度低、飞行器种类繁多、飞行区域复杂多变等特点,结合目前民航和通航空管的发展现状与需求,提出了将北斗RDSS应用于通航空管的设想,并给出了北斗RDSS应用于通航空管的基本架构,重点分析RDSS应用于通航空管具备的优势和面临的挑战,为下一步的系统建设提供了思路。

输入输出相关处理的RDSS通道零值测试

为了准确测量无线电测定业务(RDSS)通道零值,提出一种基于循环相关处理的测试方法.采用真实的RDSS信号作为测试信号,对导航卫星RDSS业务通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号进行希尔伯特变换、载波旋转,对载波旋转后输入输出信号进行循环相关处理,搜索相关峰值,由峰值点确定循环位移量,最后结合采样频率和测试系统的标校时延,计算得到了RDSS业务通道零值.提出的测试方法采样频率10GHz时,其测量不确定度优于0.2ns.

BDS RDSS位置信息共享系统设计

为了克服当前主流智能终端位置共享的使用局限性,研究基于BDS RDSS体系架构的位置共享系统:提出一套基于BDS RDSS的位置信息共享系统技术方案;同时依据总体技术方案进行针对指控中心和用户终端的详细设计;并基于该技术方案设计相关应用软件;最后搭建测试验证系统。实验结果验证了技术方案的可行性,可为BDS在抗震救灾、野外勘探、海上搜救及战术协同指挥等领域的应用提供参考。

北斗RDSS授时性能分析

目前,我国已经发射了北斗三号卫星无线电测定业务(Radio Determination Satellite Service, RDSS)的59,60和61号3颗GEO卫星,加上原有的北斗二号的1~5号GEO卫星,总共有8颗GEO卫星为导航用户提供导航定位、短报文通信、卫星授时和星基增强等RDSS业务服务。由于GEO卫星距离地表距离超过3.6万km,卫星属于高轨卫星,其服务质量受到轨道精度、配置星载原子钟、大气延迟和卫星硬件延迟等影响严重。针对北斗RDSS授时相关研究目前鲜有报道,尤其平稳过渡波束和北斗三号卫星的相关内容尚未开展研究。深入分析了北斗RDSS提供的单向授时和双向授时服务质量,研究目标包括目前可用的全部北斗二号卫星、平稳过渡波束和北斗三号卫星。基于北斗RDSS授时接收机连续30 d的北斗实测RDSS授时数据的试验验证表明,平稳过渡波束较北斗二号授时结果改善不明显;北斗二号双向授时结果较单向授时结果改善了电离层延迟,授时结果提高了约30%;北斗三号双向授时结果较北斗二号双向授时结果改善了轨道误差和卫星钟差等,授时结果则改善了60%。充分说明了轨道误差和卫星钟差是影响北斗RDSS授时结果的最大因素。

基于倾斜地球同步轨道卫星的位置报告系统设计

针对目前位置报告系统存在覆盖范围有限以及"城市峡谷"和"南山效应"等不足,提出了基于"北斗二号"倾斜地球同步轨道卫星的位置报告系统。通过广义卫星无线电测定业务,充分利用现有各卫星导航系统的卫星资源,来构建位置报告系统。仿真分析结果表明,与传统位置报告系统相比,该系统拓展了覆盖范围、改善了星座构型、提高了安全保密性能并克服了高仰角情况下的"城市峡谷"和"南山效应",能够较好地满足当前军民用户对位置报告的迫切需求。

基于蓝牙技术的北斗手机伴侣的设计与实现

北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统,具有授时、定位、导航、短报文通信等特点。针对北斗天线和射频信号处理模块体积大、携带不便等问题,提出了一种利用蓝牙技术实现手机与北斗模块通信的便携式终端。系统以ARM微处理器为核心,集成在北斗射频信号处理模块、北斗信息处理模块、蓝牙通信模块,实现终端与手机的无线互联,从而解决了北斗终端系统携带不便的问题。

基于数字接收机技术的RDSS通道零值测试方法

用于变频器群时延的测试方法不适合传输扩频信号的无线电测定业务(RDSS)通道零值测试;用示波器直接观察RDSS通道传输信号波形来实现零值测试的方法精度很差;本文提出方法采用数字接收机技术,用真实的RDSS信号作为测试信号,对RDSS通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号分别进行基于扩频相关的数字接收机处理,获取RDSS输入和输出数据中伪随机码起始点,最后根据采样周期、连接电缆、衰减器和功分器的时延,得到RDSS业务通道零值.分析和仿真结果表明:测试不确定度优于0.2ns,其准确性和测试精度也得到实验系统验证.

北斗RDSS系统新体制信号子载波间干扰产生机理与消除方法

为提高新一代北斗无线电测定卫星服务在有限带宽内的信息服务容量,借鉴了正交频分复用的理念,新体制无线电测定卫星服务信号设计采用多个子载波进行信号调制。以往针对多用户的分析主要考虑多址干扰,对载波频偏损耗和伪码损耗单独考虑,这不能解释新体制调制在相同的同步头的情况下其他子载波上信号在当前观测子载波上形成较大相关峰的问题,该问题对信号接收产生较大干扰。本文对该问题产生机理进行了分析,并提出了两种相关干扰的消除方法。

S频段RDSS业务全球扩展分析

随着全球卫星导航系统(GNSS)的发展,现有的卫星无线电导航频率划分已无法满足日益增长的需求。根据ITU规则,S频段2483.5～2500MHz频率范围在部分区域和部分国家为卫星无线电测定服务(RDSS)业务的首要分配,且该频率范围与地面移动通信服务2.5GHz以上的频率范围接近,易于实现导航系统与移动通信系统实现硬件复用,使得该频段受到欧盟"伽利略"系统的重视,并提出了RDSS业务全球扩展的议题。在简要介绍S频段RDSS业务全球扩展背景的基础上,分析了S频段RDSS业务全球扩展的可行性,并针对我国S频段RDSS业务的使用情况和卫星导航系统频率资源占有情况,分析了我国开展S频段RDSS业务全球扩展研究的必要性,基于频率和轨位申报的需求,提出了需要研究的内容。

高动态条件下伪随机码捕获的旁瓣虚警分析

采用Matlab对扩频码的自相关旁瓣在载波频差条件下的改变情况进行了仿真,可以看出自相关旁瓣峰值和均值随载波频偏的变化发生了较为明显的改变,在0 kHz～1 kHz范围内变化最为明显,在1 kHz～10 kHz范围内变化幅度较小,成波浪起伏变化。同时自相关旁瓣的变化,导致系统捕获时的虚警概率也发生了相应变化,进而导致虚假捕获。而在采用自适应门限情况下,虚警概率大大降低,因此在实际情况中,基于高斯分布的固定门限不是最佳选择。

北斗共视比对技术频率校准系统设计与应用

该文通过对北斗多通道共视比对频率校准技术的研究,研制多通道北斗共视接收机,完成系统设计及硬件系统组建。为降低由于不同卫星俯仰角和方位角影响引入的计算误差,采用Kalman滤波和滑动平均方法进行数据分析;进行零基线和远距离比对试验,对共视比对系统的准确性和稳定性进行试验分析、总结,促进北斗系统在计量检定、校准工作中的推广使用,具有一定的参考价值。

基于RDSS和RNSS的高精度定位系统设计

针对飞行器或航海船舶的定位问题,设计了一套基于RDSS和RNSS的高精度定位系统;通过对定位、通信模块的选型以及相关技术原理分析,提出了采用北斗模块实现落点定位的系统设计方案;系统采用RNSS定位,通过RDSS进行通信;为了提高短报文通信频度,采用双北斗模块轮流通信的方案设计;为了应对落点区域以及飞行器飞行过程中复杂的环境,提高定位和短报文通信质量,系统使用了10 W的PA功率放大模块,对RDSS通信信号进行放大;定位系统由信标机和地面接收设备两部分组成;信标机负责定位和RDSS通信,地面接收系统负责处理数据实现残骸的落点定位;系统经实际应用检测,可以将通信频度由原来的1次/min提高至2次/min的,通信丢包率小于5%;系统采用GPS/北斗双模定位技术,定位精度最高可以优于5 m;信标机内部设计了充电电路,可以反复给设备充电,大容量锂电池保证信标机可以长时间工作,最长工作时间可以达到3 h;该系统解决了飞行器、航海船舶定位问题,具有实时性强、通信频度高、定位精度高、体积小、适用强和发射功率大等特点。

基于北斗和移动通信的应急通信保障系统设计

随着移动通信网络的建设完善,移动通信信号已覆盖我国绝大部分地区,但在高原、沙漠、森林和海洋等特殊地区(后称特殊区域),仍没有移动通信信号覆盖,以致人员进入特殊区域后无法与外界通信,而北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠定位服务,并具备全天候、全天时的短报文通信能力,弥补了移动通信网络无法全域覆盖的缺陷。在充分利用北斗通信和移动通信各自优势的基础上,设计了基于北斗和移动通信的应急通信保障系统,实现了移动通信网与北斗通信网的互联互通,可为特殊区域自驾游、徒步探险和科学研究等人类活动提供无缝应急通信保障服务。

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。