复杂城市环境下的全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统组合导航算法

针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴别函数,能实时估计出信号受多径干扰、遮挡等情况下的信号测量性能;同时利用载体运动约束条件构造零速修正因子,对GNSS拒止情况下的系统状态进行更新,避免系统导航性能极速下降。实验结果表明,改进的因子图方法相比经典因子图方法,在城市复杂环境下能提高定位精度63.50%和测速精度42.26%,同时也具有更低的存储量和计算复杂度,特别适用于城市车辆辅助驾驶导航设备中,对导航精度、硬件资源和实时性约束强的场景。

基于双极化天线的卫星导航接收机抗干扰技术

在目前复杂电磁环境下,卫星导航接收机面临多种干扰威胁,严重影响了其稳健性。在此基础上提出了一种基于单孔径的双极化贴片天线的抗干扰技术,分别利用2个正交线极化端口接收信号,2路信号经过自适应极化对消完成干扰抑制。实验仿真表明,考虑干扰信号为线极化信号的情况下,可以得到较好的抑制效果,但不同的方位角与俯仰角会影响对消过程中权值的大小,从而对干扰抑制产生影响。将极化双贴片天线应用于卫星导航接收机,不但实现了抗干扰的功能,提高了导航接收机的稳健性,同时也大大缩小了天线的体积,有利于导航接收机体积的小型化。

BDS卫星导航产品认证体系与检测技术

北斗三号全球卫星导航系统即北斗三号(BDS-3)开通服务,促进了我国北斗卫星导航系统(BDS)产业的蓬勃发展。为了建设更加完善的BDS卫星导航产品认证体系、提高BDS卫星导航产品质量和国际竞争力、规范BDS卫星导航产业化市场秩序、引领BDS卫星导航产业化持续健康发展,研究了我国卫星导航产品认证标准规范体系和认证管理体系,总结了卫星导航产品的常用检测方法,介绍了接口一致性、卫星无线电测定业务(RDSS)性能指标、卫星无线电导航业务(RNSS)性能指标等主要测试内容,提出了卫星导航产品检测系统建设方案。卫星导航产品检测系统主要由有线测试平台、无线测试平台、接口测试平台、对天静态测试平台、跑车动态测试平台、环境适应性测试平台以及综合服务管理系统构成,满足芯片、模块、终端等不同类型卫星导航产品的检测认证需求。最后,给出了推进我国BDS卫星导航产品认证工作的建议,可为完善卫星导航产品认证体系、建设卫星导航产品检测系统提供参考。

接收机参数对北斗三号卫星伪距偏差影响研究

伪距偏差是抑制北斗系统服务能力提升的重要误差源,影响用户实时定位性能和卫星精密定轨处理.目前对北斗三号伪距偏差的分析研究与测量较少,文章首先从理论上分析了接收机的前端滤波带宽和相关器间隔对伪距偏差的影响,并对理论分析结果进行了仿真.然后在此基础上利用7.5 m大口径天线对北斗三号在轨卫星信号进行采集,使用软件接收机对卫星实测数据的伪距偏差进行测试验证,全面分析了前端滤波带宽和相关器间隔对北斗三号卫星信号伪距偏差的影响.根据理论分析和实测验证的结果,得到了接收机的相关器间隔和前端滤波带宽对北斗三号卫星B1I、B3I和B1C信号的伪距偏差影响范围.研究表明,通过合理设置接收机相关器间隔和前端滤波带宽,可有效减小北斗三号卫星信号伪距偏差,提升用户定位精度.

高精度测量系统的时间基准确定和相位校准方法研究

针对高精度测量系统的时间基准确定和相位校准需求,提出了一种时间基准的高精度相位确定和校准方法,以解决系统中校准精度较低的问题.该方法利用现场可编程门阵列(FPGA)延迟线对时间基准进行延时控制并且结合相位跳变检测技术.首先准确判断时间基准在被系统时钟采样时发生相位跳变的区间,其次准确测量出稳定时间基准所需要的延时值,最后对时间基准进行内部延迟,并对延迟后的时间基准进行系统同步.所提方法具有校准精度高、设计简洁的特点.搭建了一套仿真验证平台并结合计算机对所提方法进行了功能性验证.所提方法已应用在高精度测量系统中.

基于多相分解的BOC信号高效捕获算法

为了能够更好地利用频率资源,全球导航卫星系统的多种信号使用了二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制.传统基于匹配滤波的BOC信号捕获算法为了防止相关峰中的零点降低检测概率,需要采用较小的码相位搜索间隔,这会大幅提升相关处理的计算复杂度.针对该问题,本文提出了基于多相分解的BOC信号高效捕获算法.该算法对捕获中的相关累加进行多相分解,通过基带数据重采样和选择特定码相位搜索间隔,实现了不同搜索相位下相关值的高效复用.对于北斗系统所采用的BOC(1,1)和BOC(14,2)调制,为了达到相同的检测性能,本文所提算法的计算复杂度仅约为传统算法的1/4和1/2,这对卫星导航终端的小型化和低功耗设计具有重要意义.

网络时间同步协议综述

时间同步技术广泛应用于工业自动化、精密测量与控制、军队指挥信息化系统等领域。IEEE 1588精密时间协议提供亚微秒级的网络时间同步,能够满足工业领域的高精度测量和控制需求。White Rabbit时间同步技术(WR)是基于同步以太网、IEEE 1588v2协议和全数字双混频鉴相器技术(DDMTD)的一种分布式时间同步方案,能够提供亚纳秒级的同步精度。SAE AS6802协议是一种高精度、可容错、具有开发潜力的时钟同步协议,可为时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)提供所需精度的全局同步时钟。回顾了这三种时间同步技术的研究发展状况,并分析了其优缺点,展望了未来网络时间同步技术可能面临的挑战和发展趋势。

北斗B1C信号联合捕获策略

目前对含有导频通道的新信号的捕获研究,主要是设计联合捕获算法,提高功率利用率以提升接收性能,分为等长与非等长相干积分联合算法两类.本文针对北斗B1C信号,深入分析了三种等长相干积分联合算法的加权问题,并解释了相干联合与差分联合算法的联系.理论和仿真结果表明,相干联合算法具有更优的性能;进一步,本文结合最优相干积分时间理论给出捕获参数设计方案,对比了不同场景条件下等长与非等长相干积分联合算法的性能,给出了捕获B1C信号的优化策略.

通道特性下时域抗干扰对相关峰的影响分析

天线、射频前端等模拟器件的非理想通道特性会导致全球卫星导航系统(GNSS)接收机内产生测距偏差,现阶段由传统的抗干扰算法导致的测距偏差已成为高精度测距接收机实现其精度提升的主要障碍.通过理论推导证明在通道特性理想时,由于抗干扰滤波器系数在迭代下的时变特性以及干扰自相关值的不确定性,仍然会导致相关函数的非对称性;在实际通道特性下,基于单天线的传统时域抗干扰算法会导致原本不对称的相关峰畸变程度进一步恶化,并证明了在实际通道特性下,原本不对称的相关峰畸变程度恶化,是由于传统的抗干扰算法在迭代的过程中产生的不同时刻相关函数的叠加效应导致的.

有限测试距离对GNSS抗干扰天线阵远场测试的影响

文章分析了暗室测试中有限测试距离对GNSS抗干扰天线阵测量结果的影响.在固定波束情况下,远场测试条件遵循经典结论,即在待测天线与探头天线距离大于2D2/λ(D为待测天线有效孔径)时,有限测试距离对方向图主瓣影响很小,但会掩盖方向图波瓣零点;在自适应处理情况下,由于自适应权会自动补偿干扰导向矢量误差,所以有限距离误差并不会对零点的位置和深度造成影响,对方向图除零点之外部分的增益造成一定偏差,但是这些增益偏差不会对抗干扰天线阵的平均阵列增益覆盖率造成显著影响.所以,在满足经典远场条件的暗室内进行抗干扰测试,接收机的干扰抑制能力和可用性能均不会受到影响.