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伪卫星系统关键技术发展及其应用
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作者 唐文杰 陈俊平 《世界科技研究与发展》 CSCD 2023年第3期276-284,共9页
全球导航卫星系统(GNSS)在隧道、室内、城市峡谷等复杂环境下服务性能明显降低。在此挑战环境下,伪卫星能用来生成和发送与GNSS系统类似的信号,在GNSS拒止环境下为用户提供位置、速度等不间断的导航信息。此外,可以将伪卫星体制调制成与... 全球导航卫星系统(GNSS)在隧道、室内、城市峡谷等复杂环境下服务性能明显降低。在此挑战环境下,伪卫星能用来生成和发送与GNSS系统类似的信号,在GNSS拒止环境下为用户提供位置、速度等不间断的导航信息。此外,可以将伪卫星体制调制成与GNSS一致,用户接收机实现伪卫星/GNSS同步接收,通过与GNSS、惯性导航系统等进行组合导航,实现复杂环境下的GNSS导航定位增强,有望在自动驾驶、室内导航、自动机器人等领域发挥重要作用。 展开更多
关键词 伪卫星 全球导航卫星系统 远近效应 多路径效应 大气延迟 时间同步
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一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法
2
作者 赵光耀 陈潇 +2 位作者 袁洪 罗瑞丹 赵宏宇 《电讯技术》 北大核心 2023年第12期1944-1950,共7页
地基伪卫星系统为克服远近效应影响,通常采用跳时(Time Hopping/Direct Sequence-Code Division Multiple Access,TH/DS-CDMA)信号进行伪距测量与定位,导致接收终端必须增加系统跳时序列相位估计的设计,降低捕获效能的同时也引入了接收... 地基伪卫星系统为克服远近效应影响,通常采用跳时(Time Hopping/Direct Sequence-Code Division Multiple Access,TH/DS-CDMA)信号进行伪距测量与定位,导致接收终端必须增加系统跳时序列相位估计的设计,降低捕获效能的同时也引入了接收终端的捕获复杂度。针对以上问题,提出了一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法,利用跳时信号的时域正交特性与时隙分配特点,将多基站单脉冲信号捕获结果映射为使能时隙序列,通过循环截断相关完成跳时参数估计,有效缩短了跳时参数估计时间。仿真结果表明,该方法能够正确完成捕获阶段的参数估计,4个伪卫星的联合捕获耗时相较传统方法减少63.32%,为伪卫星跳时信号的快速捕获提供了有效方法。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 地基伪卫星 跳时信号 信号捕获 跳时参数估计
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伪卫星增强的北斗双星定位系统及其算法的研究 被引量:13
3
作者 王玮 刘宗玉 谢荣荣 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期66-71,共6页
提出了使用伪卫星来增强北斗系统的方案,并研究了此系统的定位原理和几何布局。仿真结果表明,此方案是可行的,能够独立实现实时、高精度的无源定位,为发展区域定位系统提供了一种成本相对较低的新思路。
关键词 伪卫星 定位系统 卫星导航 星座 研究 双星定位系统 北斗系统 算法 几何布局 定位原理
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伪卫星技术及其应用 被引量:16
4
作者 黄声享 刘贤三 +1 位作者 刘文建 曾怀恩 《测绘信息与工程》 2006年第2期49-51,共3页
简要介绍了伪卫星的基本概念及其作用,详细论述了伪卫星增强GPS系统,独立的伪卫星导航定位系统,基于伪卫星的逆向定位系统等三种工作模式,并对伪卫星应用的主要技术问题及解决思路进行了分析。
关键词 伪卫星 导航定位 全球定位系统 工作模式
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伪卫星技术发展和应用综述 被引量:14
5
作者 岳晓奎 袁建平 吴琼 《全球定位系统》 2005年第2期47-51,共5页
全球导航卫星系统已经引起了测量、测地、导航和其他与定位相关的学科的革命,但是卫星导航定位系统有两个内在的弱点:信号衰减和定位结果依赖卫星的几何布局。因此在比较苛刻的观测环境下,系统的表现明显降低。伪卫星就是为了解决这个... 全球导航卫星系统已经引起了测量、测地、导航和其他与定位相关的学科的革命,但是卫星导航定位系统有两个内在的弱点:信号衰减和定位结果依赖卫星的几何布局。因此在比较苛刻的观测环境下,系统的表现明显降低。伪卫星就是为了解决这个问题而引入的。本文讲述了伪卫星发展的相关历史和近来伪卫星定位方面的一些成就,并提出了现存的技术问题。 展开更多
关键词 卫星导航 伪卫星 增强GPS 单独定位 组合导航
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一种基于伪卫星信号正交性的远近效应消除技术 被引量:6
6
作者 李涛护 刘建胜 +1 位作者 黄智刚 秦红磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1366-1369,共4页
该文针对导航领域伪卫星应用中的远近效应问题,提出了一种根据伪卫星信号正交性消除远近效应的新思想。在对伪卫星信号之间的正交性进行理论分析的基础上,提出了正交投影算法,该算法从接收信号中提取并减去在强信号分量上的投影,以减轻... 该文针对导航领域伪卫星应用中的远近效应问题,提出了一种根据伪卫星信号正交性消除远近效应的新思想。在对伪卫星信号之间的正交性进行理论分析的基础上,提出了正交投影算法,该算法从接收信号中提取并减去在强信号分量上的投影,以减轻强信号对弱信号的捕获干扰,且具有无需改动接收机的硬件结构和估计信号分量幅度等优点。通过仿真与传统的滑动相关方法进行了捕获性能比较,结果表明,在捕获概率为90%的条件下,正交投影算法能将抗远近效应的能力提高约9dB。 展开更多
关键词 卫星导航 伪卫星 远近效应 正交投影算法
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伪卫星辅助北斗定位精度改进方法 被引量:6
7
作者 徐博 李昊 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期56-60,共5页
由于北斗二号一期系统卫星集中分布在赤道附近,导致国土范围内接收机南北方向定位精度偏低,且由于可视卫星均为正仰角,导致接收机垂直方向定位精度也偏低的问题,提出了利用地面伪卫星改善用户观测几何结构的方法来提高一定区域范围内北... 由于北斗二号一期系统卫星集中分布在赤道附近,导致国土范围内接收机南北方向定位精度偏低,且由于可视卫星均为正仰角,导致接收机垂直方向定位精度也偏低的问题,提出了利用地面伪卫星改善用户观测几何结构的方法来提高一定区域范围内北斗接收机的定位精度。推导了伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型,并给出了用于定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值。仿真结果表明:在用户使用范围的北部地区布设伪卫星可有效降低用户南北方向以及垂直方向的精度衰减因子值,从而有效改善定位精度。 展开更多
关键词 伪卫星 北斗 卫星导航系统 定位精度
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导航星座的任务重构技术研究 被引量:7
8
作者 李晶 余培军 +1 位作者 白剑 刘建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1611-1616,共6页
以COMPASS卫星导航星座为对象,研究了导航任务的重构技术。首先,对COMPASS卫星导航星座的主要性能进行了分析和仿真;其次,分析了星座中部分卫星失效后对导航性能的影响;最后,提出了分别利用在轨运行的高、中、低轨卫星及临近空间飞行器... 以COMPASS卫星导航星座为对象,研究了导航任务的重构技术。首先,对COMPASS卫星导航星座的主要性能进行了分析和仿真;其次,分析了星座中部分卫星失效后对导航性能的影响;最后,提出了分别利用在轨运行的高、中、低轨卫星及临近空间飞行器进行任务重构的方法,并对重构后的导航性能进行了仿真。仿真结果表明:提出的任务重构方法对于保证导航星座的正常运行是有效的。同时,对于研究飞行器应急测控技术具有借鉴意义。 展开更多
关键词 导航星座 任务重构 临近空间飞行器 快速响应测控 伪卫星
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伪卫星改善DOP值的数学分析 被引量:5
9
作者 孟键 孙付平 毛悦 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2008年第3期52-53,34,共3页
在卫星导航系统中,DOP值是衡量卫星定位导航精度好坏的重要量度。在区域导航定位中,增设伪卫星可以很好地改善卫星分布的几何结构,降低DOP值,提高定位导航的精度。本文用矩阵分解的方法验证了在增设伪卫星后,GDOP必定会减小的结论,并且... 在卫星导航系统中,DOP值是衡量卫星定位导航精度好坏的重要量度。在区域导航定位中,增设伪卫星可以很好地改善卫星分布的几何结构,降低DOP值,提高定位导航的精度。本文用矩阵分解的方法验证了在增设伪卫星后,GDOP必定会减小的结论,并且分析了仰角与VDOP之间的关系,利用伪卫星低仰角的特点例证了加入伪卫星后对系统DOP值的改善作用。 展开更多
关键词 卫星导航 伪卫星 DOP 矩阵分解
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卫星/伪卫星/惯性组合着舰导引算法 被引量:2
10
作者 王玮 郭慧杰 孟跃 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期391-397,共7页
针对舰载机安全着舰对高精度、高可靠性着舰导引系统的迫切需求,研究了卫星/伪卫星/惯性组合着舰导引技术,基于几何精度因子(geometric dilution of precision,GDOP)计算提出了伪卫星在舰船上的布设方案,并设计了其导航电文结构。研究... 针对舰载机安全着舰对高精度、高可靠性着舰导引系统的迫切需求,研究了卫星/伪卫星/惯性组合着舰导引技术,基于几何精度因子(geometric dilution of precision,GDOP)计算提出了伪卫星在舰船上的布设方案,并设计了其导航电文结构。研究了卫星/伪卫星/惯性组合着舰导引算法,利用卫星及伪卫星的双差分载波相位信息,采用改进的模糊度最小二乘去相关平差(least-squares ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)迭代算法解算其双差分整周模糊度,并基于舰载机运动模型建立滤波方程解算出舰机相对运动信息,再与惯导数据进行信息融合得到高精度的导引信息。仿真结果表明,提出的卫星/伪卫星/惯性着舰导引技术横向定位误差在0.3m以内,纵向定位误差在0.1m以内,高度定位误差在0.3m以内,可以满足舰载机着舰的要求,与卫星/惯性组合导引相比,该组合方式大大提高了垂直方向的定位精度,这对于确保安全着舰极为重要。并且,提出的着舰导引技术不仅精度高,而且工作连续可靠、抗干扰能力强,对保障舰载机着舰安全有重要的意义。 展开更多
关键词 卫星导航 伪卫星 惯性导航系统 组合导航 着舰导引
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地基伪卫星导航系统的伪距精度估计方法 被引量:3
11
作者 吕汉峰 张良 吴杰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期90-94,共5页
地基伪卫星导航系统的伪距和伪距变率精度对评估系统的导航性能或其信息与其他系统导航信息的融合意义重大。目前的伪距和伪距变率精度估计方法基本上都是针对卫星导航系统的,并且没有充分考虑地基伪卫星导航系统自身的特点。通过构造... 地基伪卫星导航系统的伪距和伪距变率精度对评估系统的导航性能或其信息与其他系统导航信息的融合意义重大。目前的伪距和伪距变率精度估计方法基本上都是针对卫星导航系统的,并且没有充分考虑地基伪卫星导航系统自身的特点。通过构造伪距和伪距变率精度观测量,利用地基伪卫星导航系统可产生较差定位构型的特点,提出了一种在外测系统定位定速精度较差且存在杆臂长度的情况下仍然能够获取准确估计量的伪距和伪距精度估计方法。仿真结果表明所提方法可有效地估计出伪距和伪距变率的精度而且具有较强的适用性。 展开更多
关键词 地基伪卫星导航系统 伪距精度 卫星导航 最小二乘
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伪卫星增强区域卫星导航系统组网仿真 被引量:5
12
作者 孟键 孙付平 丛佃伟 《测绘科学技术学报》 北大核心 2008年第3期213-215,共3页
卫星定位导航系统的精度等性能,很大程度上依赖于卫星数目和几何布局,而DOP值正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个量度。从DOP值的角度研究了不同伪卫星位置布局及数目对增强区域卫星导航系统定位精度的影响,为合理布设伪卫星以进一步... 卫星定位导航系统的精度等性能,很大程度上依赖于卫星数目和几何布局,而DOP值正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个量度。从DOP值的角度研究了不同伪卫星位置布局及数目对增强区域卫星导航系统定位精度的影响,为合理布设伪卫星以进一步提高其导航性能提供了有力的参考依据。 展开更多
关键词 伪卫星 区域卫星导航系统 几何布局 DOP
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基于光电导航的伪卫星空中基站定位算法 被引量:2
13
作者 王玮 关宇威 +1 位作者 胡胜军 刘宗玉 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期15-19,共5页
由于具有抗干扰能力强和布置灵活机动的特点,伪卫星在增强卫星系统和独立组网为用户提供更高精度导航定位信息方面具有广阔的应用前景。伪卫星空中基站的精确定位是构建伪卫星区域定位系统的一个关键问题。为此,研究了一种基于光电导航... 由于具有抗干扰能力强和布置灵活机动的特点,伪卫星在增强卫星系统和独立组网为用户提供更高精度导航定位信息方面具有广阔的应用前景。伪卫星空中基站的精确定位是构建伪卫星区域定位系统的一个关键问题。为此,研究了一种基于光电导航的定位算法,综合利用光电探测成像信息和惯性导航信息,根据伪卫星空中基站的特点建立了相应的误差模型,并采用最小二乘法估计位置误差。计算机仿真结果表明所提算法简单,具有较大的实用价值。 展开更多
关键词 光电导航 空中基站定位 惯性导航 最小二乘估计 伪卫星
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SINS/伪卫星组合导航系统 被引量:2
14
作者 李岁劳 白亮 张金红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期82-84,88,共4页
GPS能够提供全天候的实时高精度定位,但有时GPS系统不能工作,伪卫星的引入可以解决这一问题。文中研究了伪卫星导航原理,分析了伪卫星导航系统存在的问题以及解决方法。研究了SINS/伪卫星组合导航系统,给出了组合导航方案、误差方程和... GPS能够提供全天候的实时高精度定位,但有时GPS系统不能工作,伪卫星的引入可以解决这一问题。文中研究了伪卫星导航原理,分析了伪卫星导航系统存在的问题以及解决方法。研究了SINS/伪卫星组合导航系统,给出了组合导航方案、误差方程和卡尔曼滤波算法,并进行了仿真研究。仿真结果表明,SINS/伪卫星组合导航系统可以有效抑制惯导系统的误差发散。伪卫星在GPS不可用时提供了另一种可行的区域导航定位方案。 展开更多
关键词 伪卫星 捷联惯导系统 卡尔曼滤波 组合导航
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临近空间伪卫星抗风场干扰自主导航 被引量:3
15
作者 赵岩 高社生 冯鹏程 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期359-364,共6页
针对风场对临近空间伪卫星导航精度影响的问题,提出伪卫星抗风场干扰自主导航算法,以提高伪卫星的导航精度。首先,将风场模型加入伪卫星SINS/CNS/SAR组合导航的量测模型中,建立风场干扰下的SINS/CNS/SAR组合导航系统模型;然后,设计自适... 针对风场对临近空间伪卫星导航精度影响的问题,提出伪卫星抗风场干扰自主导航算法,以提高伪卫星的导航精度。首先,将风场模型加入伪卫星SINS/CNS/SAR组合导航的量测模型中,建立风场干扰下的SINS/CNS/SAR组合导航系统模型;然后,设计自适应UPF非线性滤波算法,将该算法用于SINS/CNS/SAR组合导航解算中,分别在考虑风场干扰和不考虑风场干扰的情况下,利用UKF、UPF和自适应UPF算法对临近空间伪卫星组合导航系统误差进行估计。仿真结果表明,在考虑风场干扰的条件下,提出的自适应UPF算法在东向、北向和天向的速度误差均控制在0.21 m/s以内,误差大小分别是现有的UKF和UPF的1/5和1/3。该算法能有效抑制风场对导航解算精度的影响,提高伪卫星的定位精度。 展开更多
关键词 临近空间 伪卫星 组合导航 风场估计 自适应UPF算法
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伪卫星/惯性组合导航的非线性补偿 被引量:2
16
作者 王玮 刘宗玉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期514-518,共5页
伪卫星具有抗干扰能力强和布置灵活机动的特点,在增强卫星系统和独立组网为用户提供更高精度导航定位信息方面具有广阔的应用前景.研究了一种伪卫星/惯性组合导航的非线性补偿算法.由于伪卫星与用户的距离比卫星近得多,其非线性量测的... 伪卫星具有抗干扰能力强和布置灵活机动的特点,在增强卫星系统和独立组网为用户提供更高精度导航定位信息方面具有广阔的应用前景.研究了一种伪卫星/惯性组合导航的非线性补偿算法.由于伪卫星与用户的距离比卫星近得多,其非线性量测的影响也严重得多.采用二次项修正一定程度上弥补了传统线性化方法存在的模型误差大、滤波效果差甚至发散的问题.为避免求解非线性方程的困难使用了两步估计方法,大大降低了算法的复杂度.仿真结果表明,该算法可以显著提高伪卫星/惯性组合导航系统的性能,具有很高的实用性. 展开更多
关键词 伪卫星 惯性导航系统 组合导航 非线性补偿
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地基伪卫星系统多址测距误差的校正算法 被引量:5
17
作者 何成龙 蔚保国 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期8-14,共7页
相对于卫星导航,地基伪卫星与接收机距离较近,测距中不涉及电离层传播等误差,易实现高精度测距和定位。但由于地基伪卫星位置固定,在信号连续发射模式下伪卫星信号间的多址干扰(MAI)会引起相对恒定的测距误差,针对地基伪卫星系统这一特... 相对于卫星导航,地基伪卫星与接收机距离较近,测距中不涉及电离层传播等误差,易实现高精度测距和定位。但由于地基伪卫星位置固定,在信号连续发射模式下伪卫星信号间的多址干扰(MAI)会引起相对恒定的测距误差,针对地基伪卫星系统这一特点,提出一种基于反馈串行干扰抵消(SIC)的测距算法。首先对全部伪卫星信号进行捕获跟踪和功率估计,然后通过串行干扰抵消算法降低强功率伪卫星信号对期望测距信号的干扰,通过反馈模式进一步提高干扰抵消算法的性能。仿真结果表明,该方法可有效改善地基伪卫星系统强远近效应区域内的测距性能,不考虑其他误差下在强远近效应区域内基于码环可将伪卫星测距性能从10 m以上降低到约0.3 m。 展开更多
关键词 多址干扰 测距精度 反馈校正 串行干扰抵消 地基伪卫星 导航
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基于接收机钟差约束的地基伪卫星导航改进方法 被引量:2
18
作者 吕汉峰 张良 吴杰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期68-72,共5页
采用地基伪卫星对飞行器进行导航时,由于布站场地有限不可避免地会出现定位构型差的情况,当仅用伪距和伪距变率进行定位定速时,若采用典型的单历元卫星定位定速算法,那么对飞行器的定位定速精度就会比较差。通过分析发现,地基伪卫星导... 采用地基伪卫星对飞行器进行导航时,由于布站场地有限不可避免地会出现定位构型差的情况,当仅用伪距和伪距变率进行定位定速时,若采用典型的单历元卫星定位定速算法,那么对飞行器的定位定速精度就会比较差。通过分析发现,地基伪卫星导航系统用户接收机钟差和钟差变率的求取不准确很大程度上影响了定位定速精度。针对这种情况,提出了通过提高地基伪卫星接收机钟差和钟差变率的求解精度来提高定位定速精度的方法。首先根据接收机钟差和钟差变率的模型得到它们的观测方程,然后将其加入到单历元定位定速方程组中参与定位定速解算,仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 地基伪卫星导航系统 卫星定位系统 钟差 几何构型
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伪卫星增强系统参考站接收机的测距偏差及优化 被引量:1
19
作者 徐博 孙广富 +1 位作者 陈华明 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期177-181,共5页
伪卫星相对地面用户是静止的,因此卫星与参考站接收机之间的距离几乎是不变的。在这种情况下,采样和量化引入的误差不再服从高斯分布,从而影响接收机的测量精度。为了解决这一问题,建立了卫星导航接收机的离散数字信号模型,并在此基础... 伪卫星相对地面用户是静止的,因此卫星与参考站接收机之间的距离几乎是不变的。在这种情况下,采样和量化引入的误差不再服从高斯分布,从而影响接收机的测量精度。为了解决这一问题,建立了卫星导航接收机的离散数字信号模型,并在此基础上分析了采样和量化对测距偏差的影响,通过仿真验证了结论的正确性,并提出了伪卫星增强系统下参考站接收机的优化设计方法。 展开更多
关键词 卫星导航 伪卫星 参考站接收机 测距偏差
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伽利略伪卫星脉冲调制方案最优化研究 被引量:4
20
作者 叶红军 蔚保国 周必磊 《无线电工程》 2008年第7期40-42,46,共4页
概述并评估了已有的几种关于GPS的脉冲图案和脉冲调制技术。由于Galileo和GPS在信号结构方面的不同,在Galileo中这些脉冲方案不能直接被采用,所以必须研究和确立新的脉冲方案方式和脉冲图案。讨论并研究了脉冲方案方法的各个要素,完成... 概述并评估了已有的几种关于GPS的脉冲图案和脉冲调制技术。由于Galileo和GPS在信号结构方面的不同,在Galileo中这些脉冲方案不能直接被采用,所以必须研究和确立新的脉冲方案方式和脉冲图案。讨论并研究了脉冲方案方法的各个要素,完成了基于Galileo信号结构(伪码,码速率,互相关性)的仿真研究并对结果进行了分析。通过仿真确立了脉冲调制的几个关键要素,并由此研究设计了一种新的Galileo伪卫星脉冲优化方案。 展开更多
关键词 伪卫星 脉冲调制图案 伽利略 卫星导航
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