基于数字包络检波的RNSS通道时延标定方法

提出一种采用数字处理的时延测试方法,用于对导航卫星导航信号发射通道分数码片时延的精确测量。该方法是通过高速A/D（模/数）转换器,对导航卫星下行的BPSK（二进制相移键控）信号和卫星导航秒脉冲进行双通道采样,读取采样数据并进行数据处理。根据秒脉冲信号触发门限上升沿确定时延测量起点,对BPSK采样数据进行平方律检波,获取码片换相点,计算换相点和秒脉冲之间的分数码片时延,并进行滤波器时延校准,从而得到导航卫星发射链路的分数码片时延,该方法不需要进行伪随机信号的捕获和跟踪,测量精度主要取决于采样器采样率。通过在测试中使用一根校准电缆对该方法进行验证,验证结果表明,采用本文提出测试方法的测量误差优于0.3ns。

RNSS上行L频段新划分的回顾及风险评述

从国际频率划分规定的角度,回顾了2000年世界无线电通信大会(WRC-2000)对1300～1350MHz频段做出卫星无线电导航业务新划分的背景、研究过程、最终划分结果及相关条款等历史状况,同时对卫星无线电导航业务上行信号使用该频段存在的限制和风险进行了分析及评述。

基于RDSS和RNSS的高精度定位系统设计

针对飞行器或航海船舶的定位问题,设计了一套基于RDSS和RNSS的高精度定位系统;通过对定位、通信模块的选型以及相关技术原理分析,提出了采用北斗模块实现落点定位的系统设计方案;系统采用RNSS定位,通过RDSS进行通信;为了提高短报文通信频度,采用双北斗模块轮流通信的方案设计;为了应对落点区域以及飞行器飞行过程中复杂的环境,提高定位和短报文通信质量,系统使用了10 W的PA功率放大模块,对RDSS通信信号进行放大;定位系统由信标机和地面接收设备两部分组成;信标机负责定位和RDSS通信,地面接收系统负责处理数据实现残骸的落点定位;系统经实际应用检测,可以将通信频度由原来的1次/min提高至2次/min的,通信丢包率小于5%;系统采用GPS/北斗双模定位技术,定位精度最高可以优于5 m;信标机内部设计了充电电路,可以反复给设备充电,大容量锂电池保证信标机可以长时间工作,最长工作时间可以达到3 h;该系统解决了飞行器、航海船舶定位问题,具有实时性强、通信频度高、定位精度高、体积小、适用强和发射功率大等特点。

基于舰艇平台授时技术现状及发展研究

为了解军用授时技术现状及发展,结合基于舰艇平台的授时技术对自身及编队时间统一能力的深刻影响,对国内外军用授时技术发展现状进行了相应的研究。通过对授时基本技术、授时技术在国内舰艇的应用、国外军用授时技术发展等方面的理论研究,概括了基于舰艇平台的授时技术现状及发展情况,最后总结提出了我国未来授时技术的发展方向以及需要大力加强无外部授时源方法研究,旨在为未来军用授时技术的发展研究提供一定的参考。

北斗RDSS应用于通航空管的机遇与挑战

通航空管已成为制约我国通航产业发展的一个重要因素,迫切需要开发适合通航应用的空管系统。针对通航飞行高度低、飞行器种类繁多、飞行区域复杂多变等特点,结合目前民航和通航空管的发展现状与需求,提出了将北斗RDSS应用于通航空管的设想,并给出了北斗RDSS应用于通航空管的基本架构,重点分析RDSS应用于通航空管具备的优势和面临的挑战,为下一步的系统建设提供了思路。

广义卫星无线电定位报告原理及其应用价值

从全球定位及位置报告方案出发,提出基于卫星无线定位(RDSS)原理的快速三星高精度定位及位置报告原理、工程方案设计,分析了实时性、精度等主要指标,展现了该原理在全球快速救援以及动态用户跟踪的应用前景。采用Ru=RiS-RiSu矢量方程,完整表达了广义RDSS定位及位置报告原理,包含了以用户为测量及定位中心和用户外已知点为测量及定位中心的两种情况,将两种定位方式结合,就完成了位置报告。广义RDSS差分定位概念,将只具有单向伪距观测量的RNSS卫星纳入三星定位方程,实现了和GPS等卫星的兼容应用。为此,介绍了构成上述原理的CRDSS卫星的要求。

输入输出相关处理的RDSS通道零值测试

为了准确测量无线电测定业务(RDSS)通道零值,提出一种基于循环相关处理的测试方法.采用真实的RDSS信号作为测试信号,对导航卫星RDSS业务通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号进行希尔伯特变换、载波旋转,对载波旋转后输入输出信号进行循环相关处理,搜索相关峰值,由峰值点确定循环位移量,最后结合采样频率和测试系统的标校时延,计算得到了RDSS业务通道零值.提出的测试方法采样频率10GHz时,其测量不确定度优于0.2ns.

惯性基高精度组合导航方法研究与仿真

研究了一种基于捷联惯性导航系统(SINS)的高精度组合导航方法;选取SINS的系统误差作为组合导航系统状态,利用天文导航系统(CNS)输出的姿态矩阵和SINS输出信息计算得到的等效姿态矩阵来构造量测,设计SINS/CNS组合导航算法;利用SINS与北斗卫星导航系统(RDSS)各自的位置输出构造量测,设计SINS/RDSS组合导航算法,从而,利用联邦卡尔曼滤波技术设计SINS/CNS/RDSS组合导航算法;仿真结果表明,惯性基SINS/CNS/RDSS组合导航方法具有较高的导航定位精度,工程应用前景良好。

林火巡护与扑救车载定位系统设计

针对林火发生的特点,结合我国林区现状,研究并设计了用于林火地面巡护与早期扑救的车载卫星定位系统和远程管理软件系统,结合卫星定位系统和移动互联网技术,实时精确地采集和回传灾害现场的关键信息,生成地图地形标记,为防火指挥部门提供详细准确的火灾现场数据。实验表明,该系统可以实时可靠地回传现场坐标、海拔、温度等信息,地图位置标注准确。

基于北斗卫星导航的运营管理模式

介绍了我国北斗卫星导航系统的建设和推广应用情况,分析了国外卫星导航增强系统的发展和运营管理经验,提出了一种基于北斗卫星导航系统的运营管理模式。基于构建国家级卫星导航应用综合服务系统,采用全国中心和多个分中心的运营设计框架,并通过互联网、移动互联网、手机短信和北斗短报文等方式,提供集导航、定位、通信和增值信息于一体的对外综合信息服务。

基于数字接收机技术的RDSS通道零值测试方法

用于变频器群时延的测试方法不适合传输扩频信号的无线电测定业务(RDSS)通道零值测试;用示波器直接观察RDSS通道传输信号波形来实现零值测试的方法精度很差;本文提出方法采用数字接收机技术,用真实的RDSS信号作为测试信号,对RDSS通道输入和输出进行同步过采样,然后对采样后的输入和输出信号分别进行基于扩频相关的数字接收机处理,获取RDSS输入和输出数据中伪随机码起始点,最后根据采样周期、连接电缆、衰减器和功分器的时延,得到RDSS业务通道零值.分析和仿真结果表明:测试不确定度优于0.2ns,其准确性和测试精度也得到实验系统验证.

北斗二代卫星导航系统IGSO星增加RDSS功能问题探讨

基于"北扩问题"建议的现实意义,考虑到RDSS业务提供的位置报告、短信息通信显著的社会应用价值,提出北斗二代的RDSS业务覆盖范围宜早向北扩展,建议在IGSO星上加载RDSS功能以实现。从需求角度讨论了RDSS功能向北扩展的必要性。

北斗RDSS系统新体制信号子载波间干扰产生机理与消除方法

为提高新一代北斗无线电测定卫星服务在有限带宽内的信息服务容量,借鉴了正交频分复用的理念,新体制无线电测定卫星服务信号设计采用多个子载波进行信号调制。以往针对多用户的分析主要考虑多址干扰,对载波频偏损耗和伪码损耗单独考虑,这不能解释新体制调制在相同的同步头的情况下其他子载波上信号在当前观测子载波上形成较大相关峰的问题,该问题对信号接收产生较大干扰。本文对该问题产生机理进行了分析,并提出了两种相关干扰的消除方法。

高动态条件下伪随机码捕获的旁瓣虚警分析

采用Matlab对扩频码的自相关旁瓣在载波频差条件下的改变情况进行了仿真,可以看出自相关旁瓣峰值和均值随载波频偏的变化发生了较为明显的改变,在0 kHz～1 kHz范围内变化最为明显,在1 kHz～10 kHz范围内变化幅度较小,成波浪起伏变化。同时自相关旁瓣的变化,导致系统捕获时的虚警概率也发生了相应变化,进而导致虚假捕获。而在采用自适应门限情况下,虚警概率大大降低,因此在实际情况中,基于高斯分布的固定门限不是最佳选择。

北斗通信终端软件的设计与实现

为了对北斗卫星无线电测定业务(Radio Determination Satellite Service,RDSS)报文与卫星无线电导航业务(Radio Navigation Satellite Service,RNSS)报文的控制实现功能集成,设计一种针对北斗用户终端模块的软件系统。基于前后台分离的设计思想来构架该软件,即后台线程负责使用串口与用户终端模块通信,包括对RDSS/RNSS数据的接收解析和对RDSS数据的封装发送;前台用户界面完成数据的可视化,并实现灵活的人机交互。前后台线程之间采用并发技术实现通信数据的快速处理。

北斗无线电测定业务机载设备与铱星机载地球站间兼容性分析

推动北斗(Beidou Navigation Satellite System, BDS)机载设备应用于民用航空器,将面临与已装载设备间的兼容性分析。铱星系统已相继在波音、空客等主要机型上集成应用,为航空器提供航空移动卫星服务。铱星系统用户链路与无线电测定业务(radio determination satellite service, RDSS)上行链路频谱重叠,针对北斗RDSS机载设备与铱星机载地球站进性兼容性评估。其中,机载天线间隔离度是评估机载系统电磁兼容(electromagnetic compatibility, EMC)的主要参数之一,将飞机机身理想化为纯金属的光滑圆柱表面,通过调整两系统天线的相对位置,分析天线布局对天线隔离度的影响。同时,收、发天线极化轴比与RDSS发射功率也对两系统的兼容性产生重要影响。仿真结果表明,北斗RDSS机载设备会对铱星机载地球站造成有害干扰,并给出合理的同机安装建议,为北斗RDSS机载设备在民航上的适航装机提供了参考。

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。

北斗多业务卫星系统与应用——论北斗Bs导航

无线电频率是不可再生的资源,频率共用已成为国际电信联盟的共识,多业务融合发展已成为世界卫星无线电系统发展趋势。S频段中2483.5 MHz^2500 MHz被国际电信联盟划分为卫星多业务共用频率,包括卫星无线电定位报告业务、卫星无线电导航业务、卫星移动通信业务三大业务,可以同时提供卫星导航、航路跟踪、遇险救援、信息中继四大功能。介绍了S频段天基系统发展过程、导航通信频率特性、S频段多功能集成前景,我国北斗未来使用S频段导航的应用成果及社会经济效益预测。

BDS-3多种授时方法精度试验及比较分析

北斗卫星导航系统(BDS)本质上是一个高精度时间空间信息服务系统,是我国自主运行的重要空间基础设施。BDS-3已于2020年7月正式开通,向广大用户提供RNSS、SBAS、RDSS单向和RDSS双向等多种授时服务。针对BDS-3提供的各种授时服务进行了简要介绍,详细讨论了各种授时方法,并利用实测数据进行了试验验证和比较分析。结果表明,BDS-3授时服务精度全部优于公布的指标要求,其中精度最高的SBAS授时方法精度可达2ns左右,RDSS双向授时精度和RNSS授时精度相当,达到9ns左右,RDSS单向授时精度最差,在15~30ns左右。

北斗系统导航定位报告体制与工程技术

扼要介绍了北斗系统导航定位报告体制与工程技术;首先论述双星、三星、多星定位报告原理;然后概括北斗系统导航定位报告体制在性价比、位置报告、双业务融合、抗干扰方面的优势;最后分析出站下行、入站上行波束设计,信号频率及调制方式设计,双向距离和观测量分解与校正,自主导航载荷与定位报告链路融合设计,双向距离和观测量平滑与位置解算滤波等工程关键技术的解决途径。