基于Vondrak分区插值的WAMS/SCADA混合量测状态估计数据频率兼容性方案

针对当前应用于状态估计的广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)和数据监控及采集系统(Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA)数据频率兼容问题,在分析WAMS/SCADA混合量测数据差异的基础上,提出了一种可行的解决混合量测数据频率兼容的方案。文章基于数据挖掘理念和Vondrak分区插值算法,对SCADA节点依据数据相关度划分插值区域,各分区内采用同一PMU节点的最优平滑系数进行Vondrk插值,得到WAMS测量时刻的SCADA拟量测数据,应用于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)动态状态估计。该方案不仅可以增补SCADA拟量测数据,提高量测数据和状态估计精度,有效控制系统负荷快速变化时的估计误差,还可以实现系统故障前后全网母线电压波动的可观测。通过在IEEE 118节点系统上模拟日负荷变化和故障过程的仿真分析,验证了该频率兼容方案的有效性。

我国遥感卫星系统X频段数传频率兼容性评估方法

基于对国际电信联盟(ITU)遥感卫星系统数传频段干扰标准相关建议书的研究,提出适用于我国遥感卫星系统X频段数传频率兼容性评估的方法。该方法结合国内遥感卫星系统技术操作特性,针对实际应用场景进行兼容性分析。针对国内已在轨遥感卫星系统进行仿真验证,结果表明:此方法进一步真实地反映了国内遥感卫星系统X频段数传频率兼容性状态,可为使用X频段数传的遥感卫星系统操作单位和管理部门提供适用于我国实际系统的频率兼容性分析方法和手段,能有效缓解目前国内遥感卫星系统无序用频带来的安全问题。

地球站跟踪模式对NGSO-GSO系统间频率兼容性评估的影响研究

针对NGSO星座系统在上行Ka频段和下行Ku频段对GSO卫星系统之间的频率兼容性仿真分析场景,在对地球站的常用跟踪模式对频率兼容性计算结果的影响程度进行定量化分析的基础上,提出一种基于频率兼容性评估的NGSO-GSO地球站跟踪模式分析方法。以ITU实际登记的Telesat和CHNSAT-98E卫星网络资料为例,对上下行通信链路在地球站不同跟踪模式下的频率兼容性仿真数据进行比对分析,提出一种在满足ITU-R S.1323建议书集总干扰保护标准的前提下,地球站可用跟踪策略的建议。研究成果可作为NGSO-GSO间系统兼容性分析及地球站跟踪计划制定的借鉴。

BDS-3/GPS/Galileo兼容频率紧组合短基线性能分析

针对紧组合模型在短基线相对定位中的应用问题,基于MGEX跟踪站组成的短基线连续多天实测数据,对比分析了BDS-3/GPS、BDS-3/Galileo和BDS-3/GPS/Galileo兼容频率紧组合短基线相对定位精度。实验结果表明,3种组合短基线相对定位精度均在厘米级,且三系统组合定位精度优于双系统组合定位精度。紧组合短基线相对定位精度相比松组合模型有较明显提升,BDS-3/Galileo组合E方向精度最大提升量达到18.04%,其余提升精度均在10%以下。

基于协作的大规模NGSO星座间频率兼容共存研究

针对大规模非静止轨道(NGSO)通信星座系统间的同频干扰问题,在综合分析传统干扰评价指标的相互转换关系的基础上,建立了基于链路夹角的干扰分析模型,将通信干扰约束转化为几何构型约束.通过卫星选择和链路组合选择定义了系统可用性指标,基于此,开展了基于协作的大规模NGSO星座间频率兼容共存研究,并给出了协作模式下NGSO星座的工作方式.仿真中,选取One Web和Telesat系统实际工作参数,评估了全球范围内系统的可用性.结果表明,非协作模式下系统平均可用性为72.82%,在27.18%的时间内系统之间将产生严重干扰,而协作模式下系统平均可用性为96.00%,协作模式将大幅提升NGSO星座系统之间的频率兼容性.

融合GNSS兼容频率静态PPP对流层延迟评估

为进一步评估周边对流层延迟,本文基于中国境内以及周边5个MGEX跟踪站,对比分析BDS-3及与BDS-3兼容频率组合静态精密单点定位精度以及评估对流层延迟结果。实验结果表明,双系统组合能有效改善卫星状况,BDS-3以及其他情况静态精密单点定位水平精度优于1.5 cm,高程定位精度优于3 cm,评估对流层延迟结果较好,JFNG站评估对流层延迟结果误差在1 cm以内,其余测站评估对流层延迟结果误差在1—2 cm之间。

BDS-3/GPS/Galileo/QZSS兼容频率伪距单点定位精度分析

针对北斗三号(BDS-3)卫星新频率与其他导航系统兼容频率组合定位性能,分析了BDS-3卫星B1C、B2a与GPS、Galileo与QZSS 3个系统兼容频率的伪距单点定位精度。经研究发现,当前情况下BDS-3卫星数、位置精度强弱度较差,但是其他系统的加入有效改善了这两个方面,BDS-3卫星B1C频率伪距单点定位精度优于B2a,B1C、B2a与其他系统兼容频率组合定位精度相比BDS-3单系统有了较大提升,同时发现B1C与其他系统兼容频率组合伪距单点定位精度优于B2a与相同系统兼容频率组合定位精度,为今后BDS-3卫星定位性能分析提供一定的借鉴。

高度角对BDS-3与多系统兼容短基线解算精度影响分析

针对BDS-3新频率组合在极端高度角环境下短基线解算性能较差问题,本文提出使用BDS-3/GPS/Galileo/QZSS多系统兼容频率组合定位方法,并通过5种不同高度角实验进行解算验证。结果表明,在低高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较优,可以实现cm级定位;在极端高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较差甚至不能实现定位。而多系统兼容频率短基线定位性能相比BDS-3有较明显提升,尤其是BDS-3/GPS/Galileo/QZSS4系统组合提升效果最为明显,即使高度角达到50°,历元解算率优于95%,E、N、U、3D 4个方向解算精度分别可以达到1.19 cm、2.30 cm、5.61 cm和6.18 cm。

多载荷通信卫星系统级电磁兼容分析与设计

笔者立足于多载荷通信卫星,从频率兼容性与天线隔离度进行分析与设计,旨在识别多载荷之间的潜在干扰问题,并优化天线布局设计,提出抑制度要求,将风险暴露在研制初期,以期大幅降低后期研制成本和试验成本。

Starlink星座系统的干扰规避技术分析

系统间的干扰规避技术是NGSO通信星座系统设计论证需重点攻关的关键技术,以确保卫星系统之间的频率兼容。在综合阐述Starlink星座系统的构型设计以及频率资源使用的基础上,挖掘凝练了Starlink星座系统采用的8种干扰规避技术,研判了NGSO通信星座系统的未来发展趋势,以及其与干扰规避技术的内在逻辑关系,可为我国设计NGSO通信星座系统干扰规避技术提供重要参考。

6G Hz频段IMT系统对卫星固定业务干扰分析

6 GHz作为移动宽带发展频谱使用有利于全球5G产业持续健康发展,为满足6 GHz频段国际移动通信(IMT)系统的使用需求,需要开展6 GHz频段下IMT与同频卫星固定(地对空)业务频谱共存研究,以保护该频段的卫星固定(地对空)业务的正常工作。首先分析IMT系统对卫星固定(地对空)业务的干扰场景,然后采用蒙特卡洛仿真方法计算IMT系统对卫星的集总干扰,最后分析干扰情况。结果表明,在智能制造室内场景和室外场景两种情况下,对于长期保护标准和短期保护标准,均无干扰,将6 GHz频段用于IMT系统能够与卫星固定(地对空)业务共存。

QZSS与BDS-3组合伪距单点定位精度分析

针对当前BDS-3/QZSS组合定位性能,基于MEGX跟踪站实测数据,分析了BDS-3/QZSS兼容频率与非兼容频率组合的伪距单点定位精度。经研究发现,当前BDS-3单系统伪距单点定位精度能满足普通定位要求;而BDS-3/QZSS组合较BDS-3单系统在卫星可见数、卫星空间几何构型、伪距单点定位精度等方面均有明显改善;QZSS系统L1、L5频率对BDS-3系统兼容频率伪距单点定位精度的提升优于非兼容频率,兼容频率定位精度约提升了34%。

GPS/QZSS/Galileo兼容频率定位性能分析

针对GNSS兼容频率之间的组合定位,通过分析研究GPS/QZSS/Galileo三个系统兼容频率L1和L5的数据质量以及不同组合的伪距单点定位精度,发现三个系统的L1频率和L5频率的数据质量良好,其中QZSS数据质量较优,由于QZSS系统L1频率具有增强服务,L1频率组合的定位精度优于L5频率,同时发现Galileo与QZSS兼容频率之间兼容性较差,噪声较大,定位精度较低。

GPS/Galileo/QZSS中长基线解算精度分析

针对GNSS多系统组合中长基线相对定位精度评估问题,本文基于IGS跟踪站组成的中长基线,分析了GPS、Galileo、QZSS三个系统兼容频率相对定位精度。经分析发现,Galileo与QZSS系统能有效提升GPS卫星可见数与改善GPS卫星空间构型,GPS、Galileo、QZSS兼容频率组合进行中长基线定位较GPS单系统定位精度有较大提升,且GPS能弥补Galileo系统E1频率不能单独进行定位的缺陷,同时GPS/Galileo/QZSS组合L5/E5a/L5兼容频率组合定位能有效弥补任一单系统卫星数较少、历元数不足无法进行定位的缺点。

Galileo/QZSS伪距单点定位精度分析

为对比分析Galileo/QZSS组合兼容频率伪距单点定位精度,本文分别处理了CCJ2站单频与双频组合伪距单点定位数据,并统计了定位偏差与定位精度。实验结果表明,Galileo/QZSS组合较Galileo单系统的卫星可见数与PDOP值都有明显改善,Galileo/QZSS组合较Galileo单系统双频伪距单点定位精度的提升优于单频伪距单点定位精度,对Z方向精度的提升优于Y方向和X方向。

QZSS对GPS伪距单点定位精度影响分析

为评估准天顶系统(QZSS系统)对GPS兼容频率伪距单点定位精度的影响,本文基于IGS跟踪站实测数据,分析了QZSS系统对GPS单频、双频、三频伪距单点定位精度的影响。经分析发现,QZSS系统能有效改善GPS卫星可见数与卫星空间几何构型,改善率都在25%以上,同时QZSS能明显提升GPS伪距单点定位精度,对于GPS单频和三频伪距单点定位精度提升量在4%以内,对于GPS双频伪距单点定位精度提升量在25%以内。

GPS/Galileo/QZSS双频短基线相对定位精度分析

为详细分析GPS、Galileo、QZSS兼容频率组合定位性能,以实测的短基线数据为基础,本文分析了GPS/Galileo/QZSS双频短基线解算精度。解算结果表明:GPS、Galileo、QZSS任一双系统组合或者GPS/Galileo/QZSS三系统组合双频组合短基线相对定位精度相比GPS和Galileo单系统都有明显提升,相比GPS单系统3D方向定位精度最大提升12.40%,相比Galileo单系统3D方向定位精度最大提升85.48%。

BDS-3多系统多频组合伪距单点定位精度分析

针对BDS-3与其他卫星导航系统组合定位性能评估问题,本文基于MEGX机构发布的多系统多频跟踪站实测数据,分析了BDS-3与GPS、Galileo、QZSS双系统、三系统、四系统B1C、B2a兼容频率组合伪距单点定位性能.试验结果表明,BDS-3多系统组合能有效改善BDS-3单系统卫星可见数与卫星空间几何构型,能有效降低BDS-3单系统伪距单点定位误差,并且能有效提升BDS-3单系统B1C与B2a伪距单点定位精度,其中四系统组合提升效果最为明显,四系统组合伪距单点定位水平精度优于0.2 m,高程精度优于0.4 m,使BDS-3单系统伪距单点定位精度提升都在70%左右,可为今后研究BDS-3与其他系统组合定位性能提供一定的参考.