星钟/星历完好性监测技术研究

星基增强导航系统(SBAS)通过向用户提供用户差分距离误差(User differential range error, UDRE)，来保证广播星历和星钟改正数的精度。本文设计了 UDRE 的一种改进算法， 建立卫星导航系统星钟和星历误差的状态方程和量测方程，进行卡尔曼滤波计算星历与星钟误差改正数与改正精度，通过滤波误差估计精度矩阵计算 UDRE，针对基准站对卫星 UDRE 影响因素， 仿真分析基准站高度截止角和数目分布对三种卫星倒 DOP 及 UDRE 的影响，仿真结果表明：基准站的高度截止角选为 15°，基准站数目选择 20 个以上较为合适。     

基于t检验的星基增强系统完好性数据核验

针对星基增强系统(SBAS)高完好性的服务需求,提出了一种SBAS广播参数用户差分伪距误差(UDRE)的完好性核验方法.利用监测站实测全球定位系统(GPS)和地球静止轨道(GEO)卫星信号,解析GPS电文和SBAS广播差分及完好性信息,对观测量修正误差得到实测UDRE,使用t检验成对二样本分析法验证给定置信区间内广播UDRE'与实测UDRE的符合性,从而完成伪距域完好性参数UDRE的核验.伪距域的核验避免了以往位置域核验计算量大、多卫星故障检测能力差的缺点,有更好的故障检测与隔离能力.采集日本多功能GPS卫星星基增强系统(MSAS)数据并对提出的t检验方法进行验证,结果表明,所建立的统计检测量能有效地反应被监测卫星广播UDRE参数的完好性,通过确定卫星99.9%置信度下的判决门限,对广播UDRE与实测UDRE判别,验证伪距误差的可信度.该结果验证了所提方法应用于UDRE核验的可行性,为SBAS完好性验证提供了技术支撑.     

我国广域差分GPS参考站布站选址研究

我国广域差分GPS增强系统在服务区域能够为GPS用户提供差分修正值。广域差分参考站是系统的一个重要组成部分，它负责从GPS卫星获得距离测量。这些测量值用来计算差分修正数。因此，参考站站址及数量的选择决定了GPS增强系统的覆盖范围以及对用户的GPS增强效果，为了满足所需导航性能，本文分别从卫星完好性监测、UDRE、GIVE以及覆盖率几个方面分析了我国广域差分GPS参考站布站选址的限制条件，在最优化的条件选择参考站的间距，并且分析了实际条件下布站的原则．     

电离层误差对卫星导航系统测距误差影响分析

电离层延迟误差是单频接收机的主要定位误差之一。电离层延迟误差具有多变性,不易准确描述。本文探讨了几种常用单频接收机电离层延迟改正模型,Bent模型IRI模型、Klobuchar模型、NeQuick模型以及IGGSH模型。并利用单频GPS接收机实测数据统计分析各模型对定位误差的修正效果,为单频接收机用户选择合适的电离层改正模型提供参考。     

中国区域电离层特性对卫星导航系统的影响

利用GPS数据对中国区域电离层环境(电离层赤道异常、电离层暴、电离层闪烁)对卫星导航系统的完好性、可用性影响进行分析。结果表明,中国区域电离层异常将影响电离层延迟误差的空间相关性,从而影响电离层完好性门限的建立。电离层暴破坏了电离层的空间相关性,在影响系统完好性门限建立的同时,还影响到系统对扰动的检测能力。电离层闪烁影响接收机测量的精度、可用的卫星数和定位精度,影响系统的可用性;同时,闪烁相关的不均匀体也会影响电离层TEC的准确提取,从而影响系统电离层修正模型的实现。电离层这些不同影响效应之间往往又相互影响,使得中国区域的电离层环境对卫星导航系统的影响具有复杂性。     

单频GPS导航定位中的电离层延迟改正方法

电离层延迟是单频ＧＰＡ导航定位的主要误差源之一。本文提出了一种利用单频ＧＰＳ接收伪码载波相位实时观测数据实时估计和改正电离层延迟的方法，着重阐述了利用局部电离层垂直延迟模型和实时观测数据确定载波相位整周模糊度的步骤，并讨论了该电离层改正方法的优缺点和应用前景。     

电离层延迟对分布式SAR编队相对定位的影响

建立星载GPS单层电离层延迟模型,利用CHAMP卫星双频GPS观测资料确定的单层投影高度为580 km.仿真分析了电离层延迟对分布式SAR编队CDGPS(载波相位差分GPS)相对定位的影响,主要分析结果表明:在mm量级的星间相对定位中,电离层延迟影响不可被忽略;太阳活动对相对定位的影响显著,当星间距离取1 km,在太阳活动强年,由差分电离层延迟引起的相对定位误差达到8.5mm,是太阳活动弱年的2倍.     

提高增强系统电离层延迟改正数估计的方法研究

在对中国建立的 GPS 广域增强系统相关理论进行分析和研究的基础上,对广域增强系统的组成和基本原理进行了分析和研究,探讨了传统差分增强系统存在的缺点,在汲取已有研究成果和相关理论的基础上,研究了与电离层延迟改正数相关的理论和计算模型,研究了在单参考站情况下提高和改善电离层延迟估计的模型和理论方法,设计的算法模型成功实现了电离层延迟和频率间偏差的分离和估计,最后通过对观测数据的分析和仿真处理,验证了设计模型的合理性,取得了预期效果。     

星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法

对于高分辨星载P波段SAR系统,电离层效应对P波段SAR会带来一系列较为严重误差,包括时间延迟、法拉第旋转和色散等,这些误差与电波频率和电离层TEC值关系密切,并使得图像质量下降。如何测量与校正电离层效应误差是星载P波段SAR面临的重要问题。根据SAR系统自身的宽带特点,借鉴GPS系统采用的电离层双频测量校正方法,提出了一种基于双频SAR距离像相关的延迟误差测量方法,计算机仿真结果表明,该方法有效提高了双频回波信号的电离层延迟误差测量精度,适于低频段星载SAR系统的电离层效应测量与校正应用。     

一种利用C／A码GPS接收机实现电离层延时双频改正的方法

电离层传播延迟是Ｃ／Ａ码ＧＰＳ导航定位的主要误差源之一，本文提出了一种利用Ｃ／Ａ码ＧＰＳ接收机实现电离层延迟实时双频改正的方法，并对实现这一方法的电路框图的原理进行了分析，从理论上说明其可行性。     

A new IIR adaptive echo canceler: GIVE

A novel IIR adaptive gradient instrumental variable echo canceler (GIVE) is presented. Its features include adaptive controllability during double-talk periods in acoustic conference systems; guarantee of global convergence; low computational cost (the same order as the IIR LMS algorithm of the equation error method); and flexible structures (parallel or series-parallel structures). We also show a convergence analysis for gradient adaptive algorithms including GIVE. Based on this analysis, the optimum stepsize for GIVE and three suboptimum algorithms are proposed to accelerate convergence and reduce misadjustment. In addition, a simple method that guarantees the stability of IIR filters and a configuration of GIVE applicable to closed loop systems are presented. These proposals are extensively studied by computer simulations     

An Improved Ionospheric Delay Correction Metho d for SBAS

The existing ionospheric delay correction methods in Satellite based augmentation system (SBAS) were just for single constellation and over conservative. In this paper, we propose a new method to make more accurate ionospheric delay correction and tighter error bound orienting towards GPS and GLONASS. Considering that some Ionospheric pierce points (IPPs) are almost motionless, we make a filtering process to estimate the ionospheric delays at Ionospheric grid points (IGPs) to better reflect the ionospheric temporal variation. Then we conduct a simulation on ionospheric delay estimation at IGPs in dual constellations through planar fit method and filtering method. It can be concluded that the filtering method can bound the ionospheric delay correction error more tightly, simultaneously the ionospheric delay correction accuracy is improved a bit.     

辐射源信号波形已知的超视距目标直接定位方法

现有直接定位（Direct Position Determination,DPD）算法主要研究对象是视距目标.针对传统无线电定位技术对超视距目标定位精度低的问题,提出一种辐射源信号波形已知的超视距直接定位（Over-the-Horizon Direct Position Determination,ODPD）方法.该方法基于电离层电子密度参数,依据最大似然（Maximum Likelihood,ML）准则,从信号数据域直接推导出仅关于目标位置的代价函数.其次,本文推导了关于电离层虚高测量误差的定位误差协方差矩阵.实验表明ODPD方法在低信噪比下相比现有算法,能显著提高超视距目标的定位精度,定位性能更接近克拉美罗界（Cramér-Rao Low Bound,CRLB）.误差分析显示,电离层虚高误差标准差在20km时,引起的定位误差能控制在10km的范围内.     

一种基于分步线性最优估计的全球中低纬区域电离层foF2重构方法

电离层F₂层临界频率f_oF₂是短波通信、探测和电子对抗等领域最为重要的应用参数之一. 针对全球范围内电离层测高仪分布较为稀疏的特点,基于全球电离层无线电观测站（Global Ionospheric Radio Observatory,GIRO）的测高仪实测数据,采用分步线性最优估计方法对电离层CCIR/URSI系数进行调整,实现了全球中低纬区域电离层f_oF₂的重构. 对2010—2016年的电离层f_oF₂重构结果进行分析,结果表明:在纬度变化上,中纬区域重构误差要低于低纬区域;在年变化上,重构的绝对误差和均方根误差有随太阳活动强度增强而增大的趋势,重构的相对误差无明显年变化;在季节变化上,夏季重构误差最小,其他三个季节相差不大;在地方时变化上,白天的重构误差低于夜间. 总体而言,相比于国际参考电离层(international reference ionosphere,IRI)模型,电离层f_oF₂重构的绝对误差和均方根误差分别下降了约38%和34%,验证了本文方法的有效性和可靠性.     

高轨道目标电离层折射修正方法研究

为了满足高轨道目标高精度测控的需要,提出了基于双频GNSS的空间投影法和自适应网格法两种电离层距离折射误差修正方法,并对比分析了两种方法在不同仰角、角径时电离层距离折射误差修正精度. 分析结果显示:对于2.0 GHz电波信号而言,在较高仰角（仰角＞45°）处,空间投影法和自适应网格法修正精度较高,均优于0.2 m;在低仰角和大角径时,空间投影法修正剩余快速增大,修正精度快速降低恶化,达到米量级,而自适应网格法修正精度则不受仰角和角径的影响. 这表明:自适应网格法电离层距离修正精度高,适用性强,且便于工程应用,可为提高高轨道目标的测控精度提供有力支撑.     

低频多跳天波时延估计算法比较

低频天波传播时延的准确预测对其在远程导航授时中的应用潜力挖掘具有重要意义. 为了获得地-电离层波导中低频多跳天波模式的传播时延特性,同时验证典型多径时延估计算法在不同信道环境下的作用性能,文中首先采用时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)电磁计算方法对不同电离层反射情况下的距发射台400 km处地面接收的低频天地波耦合总场进行正演预测,然后分别基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)/快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform, IFFT)频谱相除、多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)和旋转不变技术信号参数估计(estimating signal parameters via rotational invariance techniques, ESPRIT)三种算法对电磁场数值预测结果进行后处理,解耦得到不同模式（地波、一跳天波、二跳天波、三跳天波及四跳天波）的时延,并在此基础上分析比较了无噪声和信噪比(signal-noise ratio, SNR)为0 dB、?5 dB以及?10 dB情况下三种算法对多跳天波的时延估计结果. 结果表明,波跳次数越高,算法的检测能力越差. 对于文中所模拟的信道条件,在弱噪声（SNR=0 dB）、电离层强反射时,FFT/IFFT算法结果精度最高,时延误差不超过400 ns;而在强噪声（SNR= ?10 dB）、电离层弱反射时,ESPRIT算法稳定性最好,误差范围在5 μs以内.     

Variation range based simplification for meaningful symbolic analysis of analog integrated circuits

This paper presents a variation range based symbolic simplification technique, where each circuit parameter is represented via a range of variation. We generate a database to handle the variation ranges of the circuit parameters and perform simulated annealing algorithm to achieve the most compact symbolic expressions. In contrast to the existing techniques, the main advantage of the proposed method is that the simplified symbolic expressions have an acceptable generalizability in the whole ranges of variations of the circuit parameters. The maximum allowable simplification error can be controlled by the user based on the required accuracy level that he needs. Simulation results demonstrate that the proposed method outperforms the conventional techniques in terms of expression complexity, accuracy and generalizability of the simplified expressions. The resultant expressions are only as complicated as necessary to give the required accuracy in the results, which help in giving a better insight into the circuit behavior.     

利用人工神经网络研究电离层参量变化

利用人工神经网络研究低纬电离层参量的预测，首先我们研究从某一个月的电离层月中值预测下一个月的月中值。     

利用含纯增长模式线的异常非相干散射谱反演扰动电子温度

基于平衡态非相干散射理论的GUISDAP程序包在拟合含有纯增长模式线的非相干散射功率谱及反演加热扰动电离层参量中存在严重误差,该文提出一种以未加热时刻的电离层参量为先验信息,利用最小二乘法搜寻最佳高斯峰描述纯增长模式线来修正实测非相干散射谱,并使用电子超高斯分布的非相干散射理论拟合修正后非相干散射谱来反演获取加热扰动电子温度的方法。通过将该方法用于分析2010年秋季我国在挪威开展的电离层加热实验数据表明:利用该方法对含纯增长模式线的实测谱修正拟合后获得的电子温度比未加热时刻提高约800 K左右,增幅比例约13%~50%,该结果与现有文献报道的电离层加热引起的电子温度增幅范围吻合较好。结论表明该方法适用于基于含纯增长模式线的非相干散射谱反演扰动电离层参量。