GPS接收机的迭代处理技术研究

导航接收机系统作为一种卫星导航系统的终端接收,在军事和民用方面都得到重大应用。高精确定位性能是导航接收机应用追求的目标。针对导航接收机工作环境各种复杂干扰,及为进一步提高导航接收机系统的抗干扰性能,提出了一种迭代处理技术的应用方案,并对方案可行性进行分析研究。通过应用迭代处理,在接收混合信号中消除了干扰信号影响,使得捕获跟踪精度提高以此提高GPS接收机的性能。理论分析和仿真结果表明,在GPS接收机中引入迭代处理技术能很好的提高系统抗干扰能力,干扰抑制效果更好。     

基于北斗导航信号的高轨卫星定位性能分析

随着我国自行研制和发展的北斗卫星导航系统的日益成熟,利用北斗导航系统对高轨卫星定位正逐渐成为研究的热点。对基于北斗导航信号的高轨卫星定轨性能展开研究,首先对高轨卫星建立动力学模型,然后对北斗信号传播链路建模,对导航卫星的接收功率、可见性、定位精度因子(DOP值)、多普勒性能建立相应的模型并开展仿真研究。仿真结果表明:高轨卫星GEO、HEO星载接收机接收功率分别为-174d BW和-180d BW时,可见星数至少4颗,满足导航定位需求;GEO的平均几何精度因子(GDOP)的均值为31.9535,HEO的平均几何精度因子(GDOP)为25.2012;GEO的多普勒频移范围约为8k HZ,HEO的多普勒频移范围约为31k HZ。该研究为后续弱信号捕获跟踪提供了理论依据和数据支撑。     

卫星导航抗干扰技术应用

卫星导航定位系统提供精确的位置、时间和速度的同时,存在着信号微弱,易受干扰的天然弱点。在定位导航过程中,导航接收机的抗干扰能力是决定导航定位服务可用性的关键因素,伴随着卫星导航的推广应用和深入研究,抗干扰技术不断迭代更新。文章对卫星导航系统的抗干扰接收技术进行分析。     

立体阵卫星导航抗干扰波束形成算法性能对比研究

卫星导航系统采用扩频通信体制．传播到地面的卫星导航信号淹没在热噪声中．导航接收机极易受到有意或无意射频信号干扰。抗干扰是导航领域的研究热点。本文设计了三维立体阵结构,并对其应用多种波束形成算法进行波束形成抗干扰性能仿真对比。立体阵实现了全空域来波方向的二维辨识．MVDR波束形成算法实现了有效卫星信号的高增益接收、干扰信号的零陷抑制。     

GNSS接收机窄带干扰陷波抑制研究

在GNSS服务过程中,由于卫星与用户之间的距离非常远,地面接收到的卫星导航信号的功率非常小,而用户接收机所处环境是复杂的电磁干扰环境,所以导航信号会受到各种各样的干扰的影响。因此如何减小这些干扰对接收机的影响成为当前卫星导航领域的一个重要发展方向。现代应用中的直接型IIR陷波器、格型IIR陷波器以及改进形式对信号进行时域窄带干扰陷波抑制,可以从理论上分析并实现仿真得出这种方法的可行性。     

多体制转发式卫星导航信号源的总体设计

为解决机载接收机无法正常接收真实卫星导航信号的问题,提出了一种多体制转发式卫星导航信号源的总体设计方案,并分析了涉及的关键技术。采用"接收机+发射机"的原理,通过对卫星导航信号接收、解扩解调、抗干扰、频率变换、调制扩频和放大等处理,实现信号的转发。该方案支持当前全球多种主流卫星导航系统体制,例如GPS、BDS和GLONASS等信号,实际试验证明了其有效性。该技术方案还可用于导航设备研制、调试和通信导航的集成验证等特殊场景。     

降噪多天线卫星导航欺骗干扰抑制方法

由于欺骗干扰比真实卫星导航信号功率稍大,意味着其功率远小于压制干扰,致使多天线卫星导航接收机的阵列接收环境发生改变,无法抑制欺骗干扰。该文提出了一种能有效改善阵列接收环境,恢复多天线卫星导航欺骗干扰抑制能力的方法。该方法通过降噪预处理提高阵列接收信号的信噪比和干噪比,再使用输出功率最小准则最优化权矢量,从而实现欺骗干扰抑制。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制欺骗干扰,而且阵列输出信干噪比较高,干扰抑制后接收机捕获性能不受干扰影响。      

一种导航信号频域干扰抑制方法及其FPGA实现

针对双频导航接收机在导航战中面临的窄带干扰问题,提出了一种频域抑制压制式窄带干扰的方法,并把该方法应用在军用导航接收机中提高导航系统的抗干扰能力。介绍了基于快速傅里叶变换的干扰抑制算法,并对频域干扰抑制方法进行了加窗、混叠、数字自动增益控制处理等设计处理;考虑实际工程应用情况,在较小资源占用的前提下完成了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)工程实现。将实现的频域抗窄带干扰工程移植到接收机基带中,完成了抗干扰试验,验证了其抗干扰性能,为导航接收机系统双频抗窄带干扰提供了理论和实际工程应用参考。     

星间链路技术的研究现状与发展趋势

星间链路技术是提高全球卫星导航系统的精度和自主导航能力的一项关键技术。介绍了全球主要卫星导航系统星间链路的建设情况,综述了国内外关于星间链路的重要研究,包括星座的特性分析、星间链路的构建准则、星间链路的拓扑分析、星间链路传播信号的设计以及星间链路信号的发射和接收等,指出了目前研究的侧重点,展望了星间链路的发展趋势和未来的研究方向。相关内容可为星间链路的进一步研究提供参考。     

一种卫星导航干扰信号的FPGA设计

卫星导航系统基带数字干扰信号主要包括:单音干扰、扫频干扰和宽带/窄带干扰等信号。采用现场可编程门阵列(FPGA)实现基带数字干扰信号的生成;利用频率综合器与FPGA之间的接口实现本振频率综合器参数设置。在FPGA内实现的频率资源复用策略,满足各种算法的高速计算要求,可用于卫星导航抗干扰算法仿真验证。     

GNSS干扰及抗干扰技术

全球导航卫星系统(GNSS)提供的低能级射频(RF)导航信号,易受到RF干扰的影响而导致导航精度的降低或者接收机的完全失锁.本文介绍了GNSS干扰的类型、技术手段和实施方式.针对不同干扰所采用的抗干扰技术,分析了其优缺点和适用范围.利用多种抗干扰技术初步设计了一个抗干扰方案.     

卫星系统的干扰监测技术

对卫星测控系统的上行链路实施干扰会导致整个系统的瘫痪,而干扰下行链路只影响干扰区域内的卫星通信,因此监视卫星上行链路受到的干扰具有重要的意义。简单介绍了卫星系统的构成及其技术特征以及干扰信号的类型及其特点,并在此基础上,根据地面站的接收信息监视卫星系统上行链路可能受到的干扰,提出了利用误码率监测、螺流检测、频谱监视和AGC电平监测等手段监测卫星系统受到的干扰。误码率由于具有定义准确、便于测量及判断门限明确等优点,因此可以将误码率作为主要的干扰监测参数。卫星系统的干扰监测技术可以为系统的抗干扰技术提供一定的参考和支持。     

空间对抗中的功率合成技术

根据卫星通信系统的特点，分析了对上下行信号侦收和干扰的可行性。提出了利用空间功率合成技术完成对上行信号的干扰，达到了增强干扰功率的目的，突破了功率器件的制约。进一步分析了天线数量、天线指向精度和多路不平衡度对功率合成的影响。通过仿真验证了算法的可行性和有效性。     

一种针对转发式欺骗干扰信号的负延时补偿方法

针对卫星导航转发式欺骗干扰中转发信号存在负延时需求而工程上又无法实现的问题,提出了一种负延时补偿方法。该方法根据预设欺骗位置,通过转发式欺骗干扰延时算法,获得各卫星信号通道所需转发延时量;然后基于接收机钟差最小化原则选取最优的延时修正量添加到所有通道的转发信号中。理论分析和仿真结果表明,该方法不影响接收机的定位结果,消除了负延时无法实现的问题对转发式欺骗干扰的限制。     

面向高轨航天器的北斗导航特性分析

利用卫星导航信号实现高轨航天器的自主定轨与导航已成为当前国内外的研究热点， 高轨星载导航接收机面临可见卫星数少、接收导航信号微弱、动态性较大等问题。针对以上问题， 分析了高轨环境下星载导航接收机获取到的信号功率、可见星数、DOP 值及多普勒频移状态。首先建立了北斗星座模型与高轨航天器动力学模型，构建星间测距链路，对高轨卫星的可见性进行了仿真分析，结果表明当星载接收机功率为-177 dBw 时，可见星数能达到 4 颗以上，能满足定轨需求；然后对高轨卫星的定轨精度进行了仿真，DOP 值的均值为 15.657 8；最后对导航卫星和高轨卫星之间的多普勒频移进行了分析，仿真的多普勒范围为±14 kHz。相关研究结果可支撑高轨航天器星载接收机的开发。     

ASTRA Digital Radio: high‐quality digital audio transmissions via satellite

ASTRA Digital Radio (ADR) is a satellite audio transmission technology which has been designed to be compatible with analogue radio and television transmissions via satellite. It uses QPSK modulated subcarriers above the video spectrum. For source coding, the internationally standardized MPEG 1 Layer II digital audio compression has been selected. Owing to its backward compatibility with the existing analogue audio transmission technology, ADR provides a maximum operational flexibility for both the broadcasters and the satellite operator. For the consumer this technology allows for a very high number of near CD quality radio programmes which may be received with a low‐cost receiver connected to a standard 60 cm satellite reception antenna. ADR was officially launched in August 1995 during the Internationale Funkausstellung in Berlin and currently allows for the reception of over 85 radio programmes in digital quality. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于正交约束的导航接收机空时自适应方法

卫星导航系统容易受到干扰,空时自适应处理在导航接收机抗干扰方面拥有明显的优势,即系统自由度显著提高,但是传统空时自适应处理应用于导航接收机抗干扰中却面临信号失真的难题。该文提出一种基于正交约束的导航接收机空时自适应处理方法。该方法从空时自适应处理的原理入手修改传统空时自适应处理优化的约束项,消除了不同时延信号对合成信号的影响,保证了空时自适应处理在有效抑制干扰的同时不影响导航信号的捕获和解码。理论分析和仿真结果表明,该方法能有效解决空时自适应处理中的导航信号失真问题。     

Signal enhancement techniques for through-the-earth communication based on multiple references and beamforming

Through-the-Earth Communication (TEC) is very vulnerable to electromagnetic interference (EMI) and the conventional signal enhancement techniques employing local primary and remote reference antennas are unfeasible for downlink signal reception due to the limited space and complicated terrain on the receiving sites. In this paper, a novel magnetic field sensing system for downlink reception, in which multiple reference sensors are deployed locally and orthogonally with the primary receiving sensor, is introduced and the signal model is constructed from a perspective of array reception. A modified minimum variance distortionless response (MVDR) beamformer is designed by exploiting the TEC operating conditions for suppressing the EMIs and enhancing the signal. Real tests with power line harmonic interferences (PLHIs) from household wiring in laboratory and an additional wideband jamming demonstrated a great reduction of the EMIs and thus reliable downlink signal reception could be obtained.     

转发式欺骗干扰时延控制算法

无人机卫星导航欺骗技术在现代导航战中越来越受到广泛的关注，其中转发式欺骗干扰因其无需获得信号结构的先验知识，在军码导航领域比生成式欺骗干扰更具使用价值。目前的军码转发信号普遍以转发接收天线点的位置坐标作为基础进行定点静止转发，在对无人机欺骗干扰时，信号置信度不高，干扰效果不佳。提出一种转发干扰时延算法，根据转发坐标需求计算不同卫星信号的时延量，可根据欺骗策略实时调整转发坐标，提高干扰成功率。最后通过实验验证，提出的时延算法得到的转发坐标误差在米级范围，验证了算法的正确性。     

特征空间分解算法分析与仿真

卫星导航信号为扩频信号,比接收机热噪声低20~30dB,极易受到干扰,因此,研究卫星导航系统接收机的抗干扰能力显得极为重要。特征空间算法是一种有效的自适应抗干扰算法,目前广泛应用于抗干扰接收机中。首先建立了阵列信号基本模型,然后介绍了阵列信号特征分解原理,对其性能进行分析,并由计算机仿真证明了该算法的有效性。