GPS L5信号体制的分析及其性能的仿真研究

通过对美国GPS现代化的介绍,在L5频段的选择、信号体制及其调制技术等方面做了较为详细的分析与仿真研究。经研究表明,L5民用信号具有其独特的技术优点,并使得GPS现代化后的民用定位性能发生明显的提高。

全球定位系统的L5信号的跟踪分析研究

文中借鉴GPS C/A码的跟踪原理,给出了GPS L5信号的跟踪模型,并给出了对L5信号的跟踪系统框图。文中不讨论跟踪鉴别器的算法,而是选定一种鉴别器,并在此基础上针对L5信号的特点,讨论使用数据通道、无数据通道以及数据和无数据线性组合通道的跟踪性能分析,并给出了仿真结果。

GPS信号发展现状及最新的L5信号特点

本文主要介绍了美国全球定位系统(GPS)信号发展过程,从最初的GPS信号到如今的现代化GPS信号都进行了详细介绍。在最初的GPS信号中主要对粗/捕码和精密码的特点做了阐述,随着现代化GPS的到来,L2C信号、M码信号、L5信号和L1C信号都将陆续提供服务。本文在第三部分中对这些信号特点进行了分析研究,最后着重讨论了刚刚正式投入使用的第三类民用信号L5的特点及意义.

GPS L5信号帧同步方法的设计与实现

为了实现电文数据的帧同步,给出了GPS L5信号帧同步方法的设计思路,利用GPS L5两个信号分量的同步关系,实现L5I信号的处理并得到电文编码符号。基于咬尾卷积码译码算法和VCP2译码器核完成译码并得到电文数据,最后完成电文数据的帧同步。测试结果显示GPS L5信号的帧同步跟踪稳定,从帧同步中获取的电文帧正确无误且实现定位。方法充分利用信号自身的同步特性关系和现有硬件资源,具有计算量小、资源耗费少和硬件易实现的优点。

GPS L5信号双分量联合跟踪

GPS Block-IIF卫星发射的L5信号为许多新的GPS应用敞开了大门.本文探讨不同的L5信号跟踪策略,包括单导频跟踪、单数据跟踪和双分量联合跟踪;着重研究联合跟踪方式下3种不同组合方法的跟踪门限和跟踪精度,并基于所仿真的数字中频信号的跟踪结果进行了测试和评估.结果表明,对于载波跟踪,相关器输出组合方式跟踪精度最高,但是其跟踪门限介于单数据分量跟踪和单导频分量跟踪之间;对于码跟踪,滤波器输出组合方式只有在低信噪比时其跟踪精度才会略优于相关器输出组合方式,但是其接收机实现上需要用到双倍的码鉴别器和滤波器,复杂度稍高.文中对于所采集的SVN62信号的处理结果同样证明了这些结论.

GPS L5载频信号分析

GPS是目前应用最广泛的GNSS系统,L5载频的启用是GPS现代化的一个重要的里程碑。文章综合介绍了国外对GPS L5信号的观测研究。描述了GPS L5信号的信号结构、产生原理以及频谱特征。

IRNSS和QZSS在各自主服务区域的L5定位性能评估:独立系统与GPS联合

印度区域导航卫星系统(IRNSS)与日本准天顶系统(QZSS)是近年来宣布正式运行的两个区域卫星导航系统。本文首先评估了IRNSS和QZSS在各自主服务区域的L5信号单点定位性能。然后,为了探究导航星座结构差异对各区域系统联合GPS在城市峡谷环境下定位性能的影响程度,详细对比分析了卫星截止高度角为5°、15°、25°、35°、45°、55°时各区域系统在其主服务区内联合GPS定位的表现。结果表明:(1) IRNSS在其主服务区内可提供全天连续独立L5定位服务,水平方向定位精度小于2.50 m,高程方向定位精度小于4.10 m;(2) QZSS在其主服务区内只能提供全天部分时段的独立L5定位服务,水平方向定位精度小于4.80 m,高程方向定位精度小于7.40 m;(3)由于QZSS独特的星座结构,其在主服务区城市峡谷环境中联合GPS定位的性能要优于IRNSS在其相应主服务区联合GPS定位的表现,尤其是在天空视野有限的情况下。本文结果对决策者设计新的区域导航系统具有一定的参考价值。

GPS新民用信号仿真系统的设计与实现(英文)

为了研究现代化的GPS新民用信号仿真系统的设计和实现,介绍了现代化的GPS信号组成及其结构特点,包括L2C,L5和L1C信号.对仿真系统各模块的设计和实施方法进行了详细描述.该信号仿真系统主要包括:参数设置、系统初始化、信号产生、噪声产生、干扰产生、信号合成、低通滤波、A/D转换以及信号存储等主要功能模块.通过Matlab对该信号仿真系统进行仿真,并重点分析了所有导航信号的功率谱密度.结果表明该仿真系统能够完成现代化的GPS新民用信号物理层仿真,并可为现代化的GPS民用接收机尤其是软件接收机的设计和测试提供可控信号源.

卫星导航星基增强系统及信号体制的比较

概述了美国广域增强系统(WAAS)、俄罗斯的差分校正和监测系统(SDCM)、欧洲的地球静止导航重叠服务(EGNOS)、日本的多功能卫星星基增强系统(MSAS)以及印度的GPS辅助静地轨道增强系统(GAGAN)的基本工作原理、现状及技术发展趋势。研究了SBAS L5、L1频点的信号体制,包括调制方式、扩频码生成方法、电文类型、电文编码方式等,并对信号体制进行了比较。为国内卫星导航星基增强系统的研究提供参考,同时给出了增强载荷信号体制的设计建议。

GPS现代化及其影响

分析了GPS技术的应用现状和GPS所面临的挑战,论述了GPS现代化的实质、内容、措施和进程,在此基础上分析了GPS现代化的影响。

星基增强系统10参数广播星历拟合分析

为满足多种卫星轨道的应用需求,在星基增强系统新增的L5信号接口中重新设计了一种10参数星历模型。使用2016年北斗卫星系统地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中地球轨道卫星的精密轨道数据,在内符合精度、拟合成功率以及运算速度等方面,分别评估了10参数星历模型在这些卫星轨道上的拟合效果。试验结果表明,10参数星历模型可以保证10^(-3)cm左右的内符合精度。但地球同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的拟合成功率分别为89.36%和99.17%。尝试去除idot参数以解决拟合失败的问题,结果表明,该处理可以实现100%的拟合成功率,但拟合误差有所上升,且对不同的轨道类型,拟合运算速度有不同程度的提升或下降。

GPS现代化及其实质

2000年5月1日，美国总统宣布取消了选择可用性SA（Selective Availability）政策，从而使美国早已承诺的GPS现代化计划终于迈出了历史性的第一步。该计划是美国副总统戈尔提出的，它对各国军事、民用、商业科研等诸多领域都十分重要。实际上，除了他们所鼓吹的改善和平利用的需要之外，这个计划有着复杂的背景。本文将在叙述GPS现代化的目标、措施、系统性能以及实施计划的基础上进一步论述GPS现代化的背景及其实质。