一种基于星载GNSS接收机的高轨卫星自主导航滤波算法

星载GNSS接收机在低轨卫星自主导航和精密定轨等应用领域已经显示了高精度、高自主性、不依赖地面支持等技术优势。对于高轨卫星应用,星载GNSS接收机面临一些新的挑战。由于需要接收来自地球另外一侧的GNSS旁瓣信号,使得用户等效测距误差和几何分布因子恶化,引起标准定位性能下降。特别的,对于只能使用GNSS广播星历的实时自主导航应用,GNSS广播星历引入了非白噪声特性的用户测距误差。其难以被经典的EKF滤波方法平滑,限制了自主导航定位精度。文章研究一种基于星载GNSS接收机的高轨卫星自主导航滤波算法,该算法使用增强扩展卡尔曼滤波器(Augmented EKF)融合轨道动力学模型与GNSS观测数据,并对GNSS广播星历引入的系统性误差进行动态估计以削弱其对最终导航定位的影响。最后,通过仿真平台进行了算法验证。仿真结果显示,使用单GPS可在GEO轨道达到优于10米(3D RMS)的导航定位精度。文章提出的方法达到与国际先进产品同等精度,可用于高轨卫星高精度自主导航。

基于SoC的星载微型GNSS接收机设计

针对皮纳型卫星对星载GNSS接收机小型化、低功耗以及低成本的要求,提出采用片上系统(SoC)技术完成星载微型GNSS接收机的设计。在该设计中,基带信号的捕获、跟踪与定位解算等全部在SoC内完成,具有集成度高与系统灵活性高等优势。将设计的原理样机与国外几款星载微型GNSS接收机性能参数进行对比,结果表明,该星载微型GNSS接收机原理样机重约45 g,尺寸100×60×10 mm,功耗约3 W,兼容处理GPS L1/L2、BDS B1/B2信号能力,可完成双模单频、单模双频、双模双频等多种模式的灵活配置,综合性能要优于现有的几款星载微型GNSS接收机。

星载GNSS信号接收机的研制思考

星载GNSS信号接收机能够为在轨航天器提供稳定、高精度的七维状态参数测量,具有广泛的工程实用价值,但需要解决下述研制问题:1细致分析系统间的差异,处理好不同的导航信号之间、时间系统之间和坐标系统之间的差别;2提取卫星导航信号之间的结合点,寻求接收机的公共频率源;3研发内置机内定位星座优选软件,获取较小GDOP值,提高七维状态参数测量精度;4研发星载GNSS信号软件接收机,节省星载硬件设备。

基于北斗B3频点的低轨卫星实时定轨性能评估

基于自主研制的搭载于浙江大学皮星三号(ZDPS-3)任务的星载GPS/北斗双模接收机,在北斗B3频点上开展低轨卫星实时定轨仿真试验,对基于北斗(特别是B3频点)的实时定轨性能进行评估.结果表明:B3频点的测距伪码码速率高,其抗噪声性能优于B1频点,有利于提升北斗导航系统下的低轨卫星定轨精度.在建立观测模型和定轨算法模型并检验接收机实测数据质量的基础上,利用导航信号模拟器建立半物理仿真实验平台.实验结果表明,在仅使用北斗二号14颗导航卫星的条件下,利用B3频点能获得明显优于B1频点的实时定轨精度,并且与基于处于完全运行状态的GPS的定轨精度相当.