北斗Ⅱ卫星导航系统星座仿真分析研究

针对北斗Ⅱ卫星导航星座中卫星位置不确定问题,改进并完善了正在筹建中的北斗Ⅱ卫星导航星座布局,在此基础上仿真分析了我国区域性导航系统以及北斗Ⅱ卫星导航星座的多星覆盖、位置精度衰减因子(position dilution of preci-sion,PDOP),给出了覆盖性能、导航定位精度等导航星座系统性能。仿真结果表明,北斗Ⅱ卫星导航系统多星覆盖及PDOP性能相对优于GPS导航星座,尤其适用于我国及周边地区。通过对不同最低仰角下北斗II导航星座及GPS星座多星覆盖变化分析,确定了各星座多星覆盖与仰角的关系以及变化特征,为北斗II导航系统组建工作以及应用终端设计提供了依据。

基于北斗差分定位的炮载惯导外场标定

针对炮载惯导设备在外场标定过程中依赖固定基准点的问题,提出了一种基于卫星差分定位的误差标定新方法。该方法将北斗天线的安装误差、惯性器件的失准角以及安装误差等角度误差统一归为非对准误差。首先利用北斗测姿技术提供姿态基准,粗标出上述误差;精标阶段采用卫星差分技术来提供高精度位置信息,完成误差角的精确标定。多组标定结果与传统工厂标定方法结果相差均在0.3mil以内,达到了较高的精度。该方法不仅回避了对固定基准点的依赖,而且避免了滤波带来的繁琐过程,即能保证长时导航的精度,又提高了标定的实时性。

北斗二号卫星系统创新成果及展望

北斗二号卫星导航系统是我国首个面向大众服务的空间基础设施,卫星系统是其中的关键组成部分,研究和总结其关键技术成果对于我国后续卫星导航系统建设具有重要意义。文章概述了我国卫星导航系统建设历程和主要贡献,论述了北斗二号工程特点和卫星系统的创新成果,重点介绍了以混合卫星星座、卫星平台技术、多频段多业务载荷兼容、星载核心产品设计为代表的一批技术成果,总结了北斗二号卫星开展的可靠性专项工作,简要说明了组批生产和高密度测试的经验。最后展望了下一代北斗卫星导航系统的技术发展,将全面提升系统的服务性能和自主运行能力,积极拓展特色服务,以成为国家综合定位、导航与授时(PNT)系统的核心组成部分。

“北斗”2代B1I信号导航电文分析

分析"北斗"2代卫星导航系统B1I信号的构成,说明调制在D1导航电文上的二次编码的作用,介绍导航电文的纠错编码方式和编码原理,对BCH编码的纠错原理和纠错性能进行详细分析和计算,证明了导航电文采用的纠错编码方式能满足信息传输准确性的要求。

多星座联合导航定位算法及数值方法

针对北斗二代和GPS双星座联合解算时存在时间系统不同步、运算量大的问题.文中将时间系统偏差作为估计量,推导并建立了卡尔曼滤波状态空间模型和量测模型,给出高效率的数值算法.试验表明,该模型和算法具有保持在亚米级别的精度,且稳定性高、计算量小.

用于“北斗二号”导航系统的低噪声放大器设计

基于0.5μm InGaAs pHEMT工艺,设计了一款应用于"北斗二号"导航系统的共源共栅低噪声放大器,其工作频率为1 575.42MHz。该设计采用具有源端电感负反馈的电路结构,实现良好的输入匹配和反向隔离性能。输出端采用T-型匹配,支持大功率信号传输。测试结果表明,该低噪声放大器的增益S21为17.9dB,噪声系数NF为0.92dB,输入反射系数S11和输出反射系数S22分别为-9.9dB和-10.9dB,在2.85V电压下,功耗为22mW,且芯片面积仅为0.46mm2,满足北斗导航系统要求。

无人机侦察多目标实时定位技术研究

目标定位是无人机侦察系统中至关重要一步。为增强无人机侦察目标定位的实时性、提高定位精度及侦察效率,提出一种多目标实时定位的方法,建立主次目标定位几何关系及坐标转换模型,结合已知数据信息求取各目标大地坐标,并用蒙特卡洛法分析目标定位误差。最后,基于即将组网成功"北斗二代"卫星导航系统对无人机空中定位,同时采用递归最小二乘算法滤波处理,提高了目标定位精度。研究及实验结果表明,北斗导航定位能够有效提高无人机空中定位精度,且有望达到厘米级精度,同时采用RLS滤波处理能使目标定位精度提高10 m左右。该方法能够有效增强无人机定位实时性,提高定位精度及侦察效率。

基于Nios Ⅱ和“北斗”一代的气象灾害预警信息接收终端设计

为了解决广大偏远山区气象灾害预警信息接收的"盲区"和供电困难的问题,提出一种基于Nios Ⅱ和"北斗"一代的气象灾害预警信息接收终端设计方案。采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240和一体化的"北斗"一代射频单收芯片RNC2410,有效降低了终端的成本、体积与功耗。同时利用Nios Ⅱ软核处理器,通过软件设计实现终端正确接收预警信息和报警。该方法已成功运用于山区洪灾与泥石流频发地区预警信息的接收。

基于FPGA的北斗QPSK调制实现与解调验证

为研制北斗卫星导航模拟信号源,设计实现了北斗QPSK信号调制器。文中在分析了北斗卫星导航系统B1频段信号的正交相移键控调制信号的基础上,基于软件无线电的思想,在FPGA硬件平台上实现了QPSK信号调制器,通过功率谱测试,QPSK解调和简单串口信息传输,验证了调制解调硬件单元的正确性。

测量船应用“北斗”二代导航系统的可行性分析

通过建模理论分析和数值计算分析了"北斗"二代导航系统的定位性能及其对测量船应用的影响,论证了其应用的可行性。对其定位性能的仿真计算表明:"北斗"二代导航系统比GPS最大定位误差增大约12m。推导了船位误差与定位精度的关系,计算分析了船位误差对测量船引导数据精度和外测精度的影响,得出在该导航系统主要覆盖区域,其定位性能能够满足使用测量船需求的结论。

刍议基于超高速无线局域网及北斗二代的新一代新闻采集系统

在新闻采集环境愈发多变的形势下,传统新闻采集系统已经无法满足当前新闻采编工作的需要,研制新一代新闻采集系统迫在眉睫。本文探讨了传统新闻采集系统的弊端,分析了超高速无线局域网和北斗二代卫星的技术特点,以及将上述技术应用于新一代新闻采集系统的可行性,并重点研究了以超高速无线局域网和北斗二代卫星为基础的新一代新闻采集系统的概念、特征和应用前景。

基于北斗二代/气压高度组合导航的APVI/Ⅱ飞行程序应用

APVI/II是依靠卫星定位系统提供导航引导的飞行程序,不依靠地面导航设备就可将飞机精确地引导到跑道。国外依赖美国的GPS系统建立广域增强系统,从而实现APVI/II程序的大规模应用。中国有自主研发的北斗二代卫星导航系统,但当前北斗系统的垂直导航精度达不到APVI/II程序要求,可通过与气压高度融合,提高北斗垂直定位精度,以尽快实现APVI/II在中国的运行。在2020年北斗系统组网完成覆盖全球后,在其GEO卫星上添加星基增强信号,则可以使APVI/II应用得以广泛地实施。本文对北斗二代/气压高度组合导航的算法和程序安全性进行分析,论证现阶段中国使用北斗系统实施APVI/II飞行程序应用的可行性。