基于正交调制器TRF370333的Galileo导航信号实现

Galileo导航系统信号体制具有多波段性,在各波段上分配的信号带宽很宽,最宽可以达51.150MHz。为解决宽带信号调制问题,提出了采用TI公司生产的高性能正交混频器TRF370333,使信号从基带直接变到射频。介绍了整个调制方案,实际测试结果表明该方案能够有效、可靠地产生Galileo导航信号。

基于5G电子通信的无人机导航网络信号抗干扰技术

为提升无人机在自主飞行过程中传输导航网络信号时的抗干扰能力,研究基于5G电子通信技术的无人机导航网络信号抗干扰技术。构建无人机通信结构,结合5G电子通信技术与电力线通信技术创建无人机导航网络信号模型;通过频谱感知方法中的能量检测算法建立无人机干扰信号检测模型,利用自适应滤波算法抑制干扰信号以及噪声干扰,实现无人机导航网络信号干扰抑制。实验结果表明,该方法具备不同干扰模式下的信号抗干扰能力。

基于海上观测值的舰船导航信号滤波方法研究

为弥补单一数据源不足,并在不同航行环境下,确保导航信号的稳定性与可靠性,研究基于海上观测值的舰船导航信号滤波方法。在舰船导航中,基于纬度、经度、海流分量、航速、航向和角速度变化量等观测值建立了导航信号模型。利用改进量子粒子群优化算法,优化卡尔曼滤波算法的观测噪声协方差矩阵,以及舰船导航信号模型噪声协方差矩阵,得到改进卡尔曼滤波算法,结合舰船导航信号模型,获取舰船导航信号滤波估计结果。实验结果证明,该方法可有效滤波估计舰船导航信号,提升舰船导航信号质量;该方法改进后的舰船导航轨迹与期望轨迹非常接近,即改进后该方法的舰船导航信号滤波效果较优。

利用部分可信信号的导航终端欺骗干扰检测方法

导航信号认证服务处于初步部署阶段,认证信号对地覆盖重数无法满足独立定位授时需求,现有研究对这一阶段利用部分通过认证的信号,即可信信号,实现欺骗检测的方法关注度较低。针对这一现状,该文根据欺骗攻击原理,提出以可信信号为基准,基于可信信号伪距残差的欺骗检测方法,建立该场景下的欺骗检测模型,并分析影响所提方法检测性能的因素。经过仿真,在可信卫星数目为3颗、用户定位精度约10 m条件下,当欺骗导致的定位偏差为100 m时,该方法的平均欺骗检测概率可达0.96。此外,该文对算法欺骗检测盲区进行了分析,证明所提算法对于绝大部分欺骗导致的定位结果均有效。

Galileo高精度定位服务的空间信号误差及精密单点定位评估

Galileo高精度定位服务(high accuracy service,HAS)利用E6B信号向全球用户播发免费精密卫星轨道、钟差和码偏差改正信息,在卫星高精度实时应用领域有重要意义.评估其空间信号误差及精密单点定位(precise point positioning,PPP)性能是用好HAS的重要前提.基于2023年12月1日至31日的HAS轨道钟差产品进行评估测试,Galileo卫星轨道产品在径向(R)、切向(A)和法向(C)的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为3.24 cm、7.40 cm和6.85 cm,GPS分别为4.52 cm、8.19 cm和6.71 cm;Galileo钟差产品的标准差(standard deviation,STD)为0.16 ns,GPS为0.26 ns.基于欧洲10个测站PPP的实验结果表明:Galileo在E、N、U方向的定位精度分别为6.44 cm、4.65 cm和11.36 cm,GPS分别为7.42 cm、5.78 cm和12.04 cm,联合定位分别为4.11 cm、3.10 cm和7.56 cm,HAS可以满足高精度定位需求.

基于优化CCSK调制的低轨卫星通信导航一体化信号设计方法

给出了一种基于优化循环码移键控(cyclic code shift keying,CCSK)方式的通信导航一体化信号设计方法,使通信信号的互相关函数的正值与导航信号自相关函数的峰值一致,从而克服互相关干扰,提高通信速率。通过频分复用的方式划分通信信号和导航信号的频带,基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术提出连续分配、交替分配和随机分配3种子载波分配方案。对优化CCSK调制和CCSK调制的一体化信号的自相关峰值性能进行仿真和分析,结果表明,在3种子载波分配方案下,采用优化CCSK调制的一体化信号的自相关峰值性能均优于CCSK调制的一体化信号,且采用优化CCSK调制的通信信号的互相关特性对相应的导航信号的自相关峰值有增强作用,可提升通信导航一体化信号体制下导航信号的码相位同步性能。

北斗卫星船载导航信号并行捕获算法

信号捕获作为实现北斗卫星船载导航的第一阶段,也是最重要的一环,为此研究基于北斗卫星船载导航信号并行捕获算法,在短时间内捕获卫星信号,为船舶提供高精度的定位和导航服务。建立北斗卫星导航信号模型,依据模型生成的北斗卫星导航信号,采用傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法以及快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)算法,通过并行频率搜索和并行码相位搜索分别将伪随机码相位、载波频移的二维搜索变成一维进行并行搜索,获取北斗卫星信号的伪随机码和载波频移,实现北斗卫星船载导航信号并行捕获。实验结果表明,该算法可以成功地捕获船载导航信号,并且捕获耗时短;对船载导航信号的载波频率估计误差小。

基于Starlink机会信号/INS的组合导航方法

针对全球卫星导航系统(GNSS)因频点单一、落地功率低、易受电磁干扰以及存在覆盖较差区域等潜在的被拒止或被干扰导致的导航系统性能降低甚至失效的问题,提出了一种基于星链(Starlink)机会信号融合惯性导航系统(INS)的飞行器动态组合导航方法。首先分析了星链信号体制,建立了基于星链星座卫星下行机会信号的瞬时多普勒定位观测模型,设计了一种基于频率细分的快速最大似然多普勒频率估计方法,然后建立了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的Starlink机会信号/INS的组合导航模型,并对该导航方法进行了实验及分析。结果表明,该方法可为飞行器提供长航时、连续、高精度的导航。动态飞行情况下,该方法可实现平均优于25 m的三维定位精度和平均优于0.1 m/s的速度估计精度,比相同观测时间下的惯导精度提高了1~2个数量级,显著提高了飞行器的导航精度,可为战略导航提供方法和技术支撑。

基于信道模拟的阵列导航信号模拟器设计

随着北斗三号卫星导航系统的开通运行,北斗导航终端已经在各行业得到广泛应用,针对北斗导航终端的测试将出现井喷式的发展。本文设计了一种基于信道模拟技术的阵列导航信号模拟器,可应用于批量导航终端的测试检验,相对于传统多频点阵列导航信号模拟器,具有设备构成简单、性价比高的特点,具有很好的灵活性和可扩展性,适用于导航终端研制对批量导航终端的测试检验。

新一代卫星导航信号接收处理算法的设计与实现

随着卫星导航技术的快速发展,新一代卫星导航信号呈现出不同于传统信号的独特特性。深入分析新一代卫星导航信号的物理与调制特性,以及其在复杂信号环境中的表现。基于此,提出一系列卫星导航信号接收处理算法的设计与优化策略,包括信号同步与时延估计优化策略,以及适应性算法与机器学习策略的结合。为了满足实时性要求,进一步探讨现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)与图形处理器(graphics processing unit, GPU)、流水线设计与优化策略在算法实现中的应用,并通过实际场景验证这些算法的有效性和实用性。

某无线电近程导航系统机载设备信号处理与仿真研究

针对某无线电近程导航系统机载设备的基带与中频信号进行了仿真研究。主要借助Matlab生成基带信号并通过幅度调制产生中频信号,使用Simulink频谱分析仪的Channel Measurement工具计算出中频信号的带宽,参考该带宽参数设计了中频信号解调模块,使用带通滤波、相干解调和低通滤波等方式无失真的将中频信号解调出来,并基于可编程逻辑器件(FPGA)内建随机存取存储器(RAM)实现了发射基带脉冲生成。通过以上过程完整正确地验证了信号调制和解调方法。

无人机导航网络信号抗干扰技术的运用分析

无人机作为现代科技发展的典型代表,常被称为“空中机器人”。无人机自主飞行过程中,导航网络信号稳定性,将决定整个设备运行的安全。一旦受到自然因素或人为因素影响,很可能会引发飞行中断,致使飞行路径偏移,甚至紧急返航等危险情况。为应对这一挑战,本文将基于5G电子通信技术,分析无人机导航网络信号抗干扰技术的运用策略。

弱GPS信号下智能网联汽车导航系统设计研究

随着智能网联汽车的快速发展,导航系统作为其核心技术之一,在提升驾驶体验和行车安全方面发挥着重要作用。然而,在GPS信号较弱的环境下,现有导航系统的性能会受到严重影响。本文围绕弱GPS信号下智能网联汽车导航系统的设计展开深入研究,探讨了地图信息获取、车辆位置定位及路线规划等关键技术,并提出了相应的优化策略,以提高导航系统在信号不佳条件下的稳定性和准确性。

卫星导航系统中船舶无线通信信号截获方法

随着海洋工程的发展,海上通信越来越受到重视。船舶通信问题一直是行业研究的一个重点。随着我国卫星导航系统的成熟,船舶通信质量得到了一定改善。可以针对卫星导航系统进行分析,并进一步研究船舶的运动状况等。卫星导航系统作为船舶通信中必备的系统,也有一定的缺陷。会受到多种环境的影响,导致设备无法正常稳定工作,需要不断研究卫星导航系统对船舶无线通信信号的截获方法。

GNSS线极化天线干涉信号反演土壤湿度算法测试

利用全球导航卫星系统干涉信号(GNSS-IR)测量土壤湿度已成为热门的研究课题。搭载低成本线性极化天线的智能手机可以方便快捷采集干涉信号信噪比(SNR)。分别仿真垂直和水平线性极化天线采集的GNSS干涉信号,给出2种极化方式下干涉信号SNR波形和反射率随卫星高度角变化的结果。对于垂直极化分量,电磁波会在入射角65°~85°左右时发生全透射,导致干涉信号振荡效果消失,而水平极化不存在该现象。同时,分别仿真右旋圆极化(RHCP)直射和左旋圆极化(LHCP)反射天线采集的GNSS信号,并计算直反射信号的幅值比。在仿真基础上分别利用不同极化天线进行实验,结果表明:采用线性极化天线采集的GNSS干涉信号振荡效果几乎不受卫星高度角的限制,可以为土壤湿度反演提供更多的有效数据,并且反演得到的土壤湿度与同位数据具有良好的一致性,两者的相关性达到0.95。使用搭载圆极化天线的双通道接收机采集北斗系统卫星数据进行对比,相关性达到0.91。对于不同的设备,智能手机采集的GNSS数据占用空间相对比于双通道接收机降低1%,且反演结果相关性接近,由于干涉信号提取直反射信号需要一定的振荡周期,故反演结果的时间分辨率要低于双通道接收机。

Galileo E1导航信号质量分析与评估

对高增益天线采集的3颗伽利略导航卫星播发E1民用信号进行质量评估,详细介绍码片波形、功率谱、相关函数和S曲线偏差和峰均比等导航信号分析方法,针对同频率、同相位、同带宽导频与数据分量基带波形相互缠绕问题,提出采用多周期累加平均算法获得单分量基带信号,同时提出功率补偿算法解决多路复用信号功率分配导致相关损失难以计算的问题。Matlab软件分析结果表明,提出的算法可行有效,最后得出综合因素对测距精度的影响,在0.15码片的相关间隔内,Galileo E1民用信号的测距误差不超过0.42 ns。此研究方法与研究结果对我国全球卫星导航系统的建设具有借鉴意义。

Galileo系统指标和导航信号结构

介绍了Galileo系统的工作指标、载波频率、信号体制和导航数据格式 ;并与GPS、GLONASS系统进行了比对研究 。

一种多模多通道导航信号模拟器的设计与实现

针对多模多通道导航信号模拟器实现难度大的问题,提出了一种多板卡通路并行且通路间信号同步方式实现多模多通道导航信号模拟器的设计方案。该方案设计有6个信号仿真通路,各信号仿真通路并行工作且包含独立的基带板卡、上变频板卡、合路器板卡。同时,不同信号仿真通路产生的导航信号同步。对模拟器进行了射频信号测试和定位测试,结果表明,该方案实现了系统的设计目标,可用于多模多通道导航信号接收机的研制验证以及GNSS信号体制的研究,具有广阔的市场前景。

基于SFT的卫星导航信号快速捕获算法分析

卫星导航接收机中捕获阶段的用时直接影响了接收机的首次定位时间(Time to First Fix,TTFF),许多场景对卫星导航接收机的捕获速度提出了更高的要求。基于稀疏傅立叶变换(Sparse Fourier Transform,SFT)的卫星导航信号快速捕获算法利用捕获相关值的稀疏特性,通过对输入信号进行混叠处理,优化捕获过程中相关运算的效率,减少运算量。对基于SFT的卫星导航信号快速捕获算法性能进行分析和仿真验证,仿真结果表明,与基于快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的并行码相位捕获算法相比,基于SFT的并行码相位捕获算法能大幅提高运算效率,减少运算量,具有一定的工程参考价值。

Galileo卫星导航系统单频模拟软件信号源的设计

Galileo卫星导航系统作为欧洲唯一计划建设的卫星导航体系,对它的研究有着十分重要的意义。Galileo模拟信号源既可以为Galileo接收机的设计与测试提供良好的仿真环境,同时也可为Galileo系统新技术新方案的验证提供平台。本文针对Galileo E1频段信号提出了一种基于C++软件平台的中频模拟信号源设计框架。文章在给出中频信号数学模型及模拟软源的设计原理框图的基础上,进一步将设计按功能分为5部分,分别为伪随机码产生,导航电文生成,信号MBOC调制,环境和误差模拟以及信号量化部分,详细的给出前3部分设计思路与流程是本文的重点。最后通过输出信号频谱仿真结果、捕获验证结果以及数据恢复的验证结果证明了模拟软源设计的正确性。