北斗三号系统卫星自主完好性监测技术

完好性对于全球卫星导航系统(GNSS)来说至关重要,关乎到其能否被放心应用。卫星自主完好性监测(SAIM)技术,是完好性监测技术发展的前沿趋势,国内外卫星导航系统均竞相发展。介绍了北斗三号系统SAIM技术设计与实现的重要意义,从功能设计和实现原理两个方面,阐述了北斗三号SAIM技术体制。针对SAIM实际在轨监测数据的正态分布特性服从程度和长期稳定性等问题,随机选取某一颗中圆轨道(MEO)卫星自2020年7月31日北斗三号系统正式开通服务以来至2021年7月31日连续1年期间的监测数据,得到真实在轨监测数据的分布特性。最后,提出了告警门限优化、分级告警策略设计、星历完好性自主监测等方面的后续发展必要性建议,旨在为北斗系统更好地为全球用户提供更优质的完好性服务提供参考。

导航信号有害波形检测技术研究

基于多相关器的导航卫星发射信号有害波形检测是全球导航卫星系统完好性检测的重要内容。该文定义并分析了有害波形二阶模型对接收机码环的影响,研究了基于LAAS/WAAS的多相关器检测系统,从简化完好性通道,缩短检测时间的角度出发,提出了星上自主导航有害波形检测方案,仿真分析了检测能力与检测效率,在星上接收信号的信噪比比地基高20 dB时,相关峰检测标准差减小了0.3个码片以上。结果表明,该文技术可有效提高导航卫星系统的完好性。

卫星自主完好性相关峰监视

卫星自主完好性监测(SAIM)技术是地面完好性监测手段的重要技术补充,可以有效缩短告警时间,有助于从根本上提高完好性性能。从SAIM技术出发提出多通道相关峰监测算法,实现多点异步采样,恢复相关峰。通过MATLAB软件仿真验证算法并给出典型异常模型及监测结果,并用普通接收机验证工程可实现性。通过软件仿真和实测结果对比论证了方法的可行性,采用成熟的商业星载接收机进行软件修改有效地降低了卫星完好性接收装置的研发难度。