地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨

下一代导航系统拟纳入低轨卫星（LEO）作为增强和备份。研究了地面基准站网与星载GNSS融合的高中低轨卫星联合精密定轨（POD）理论与方法，基于实测国际地面站（IGS）和低轨卫星星载GNSS数据，通过建立高精度动力学模型和观测模型，根据全球测站和区域测站两种情况进行了导航星与低轨星的联合精密定轨试验。结果表明，联合定轨可同时获得导航星和低轨星厘米级的定轨精度。低轨星作为高动态天基测站，对导航星定轨精度的提升程度可达20%~90%。     

基于低轨通信星座的全球导航增强系统

针对我国难以全球建站实现全球连续监测,以及当前全球卫星导航系统(GNSS)精密定位收敛速度慢的难题,提出一种基于低轨全球通信星座的全球导航增强系统。该系统不需独立建设,可与低轨通信星座融合发展。低轨卫星既可作为“天基监测站”,又可作为“导航信息源”。结合正在发展的低轨鸿雁全球通信系统进行仿真分析,作为“天基监测站”时,通过配置高精确度GNSS接收机,采用“地面区域监测网+天基全球监测网”的观测体制,实现中高轨导航卫星与低轨通信卫星的联合精密定轨与钟差确定;作为“导航信息源”时,可降低几何精确度因子(GDOP)值和缩短精密单点定位首次收敛时间,相比只利用北斗单系统,在收敛时间方面具有显著优势,收敛时间从30 min缩短到5 min以内。     

星载GNSS反射信号时-空性能仿真分析

针对星载全球导航卫星系统(GNSS)反射信号时-空性能问题,该文从1阶统计量角度定义了平均空间覆盖次数、全球覆盖面积百分比和平均回访时间3个衡量星载GNSS反射信号时-空性能的指标,并通过建立GNSS和低轨卫星轨道仿真研究了低轨卫星轨道高度、倾角、升交点赤经以及天线波束对星载GNSS反射信号时-空性能的影响。结果表明:单颗卫星无法满足全球探测的任务需求,当轨道高度为1300 km,倾角为98.7°,天线波束为40°时,平均覆盖次数、平均覆盖面积百分比和平均回访时间分别为1.6, 36.5%和8 h;通过单一轨道的卫星组网可有效提高星载GNSS反射信号的时-空性能,当卫星数目为4,高度为635 km,倾角为98.7°,波束宽度为40°时,星载GNSS反射信号的时-空性能指标高于单颗ASCAT卫星24 h覆盖地球65%的指标;当卫星数目增加至8颗时,星载GNSS反射信号可在平均4.5 h内观测地球88.9%的区域。     

基于EPFD分析的高低轨卫星角度间隔研究

随着低轨(LEO)通信卫星业务需求的增加，低轨卫星需要使用Ka频段进行通信。本文针对低轨卫星采用Ka频段可能与在轨的高轨卫星发生同频干扰问题，采用基于链路分离角的空域分隔方法进行干扰规避的角度间隔分析。分别从不同干扰场景、地面站分布情况来分析对干扰角度间隔的影响，并在此基础上提出该角度间隔范围内，低轨卫星需采取的干扰规避措施。     

GNSS抗干扰技术的现状与发展

对全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术的现状和发展趋势进行了分析研究,研究了组合导航、自适应阵列天线、抗干扰新型信号体制、区域功率增强和空基伪卫星组网增强等多种适用有效的抗干扰手段,探讨了GNSS抗干扰技术的发展趋势。     

低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述

低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础。随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战。从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向。     

高低轨频率共存卫星通信系统鲁棒波束成形算法研究

针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统上行链路共用频谱时GEO用户对于LEO卫星共线干扰问题。算法中综合考虑卫星通信系统长传播时延导致的阵列导向矢量存在一定误差,在基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束成形器中设计了考虑系统最恶劣误差情况的鲁棒性约束,并采用泰勒级数逼近法求解波束成形器加权矢量。仿真结果表明本文的鲁棒波束成形算法在卫星通信环境下适应度较高,能够有效地缓解高低轨卫星通信系统频率共享带来的同频干扰问题。      

星载自适应调零天线在LEO卫星中的应用研究

分析了LEO卫星系统对自适应调零天线的需求,针对地基干扰站对LEO卫星实施大功率阻塞式干扰的可行性进行了量化分析。在星载多波束天线的应用背景下,提出了适合LEO卫星的自适应调零天线的构架,给出了系统框图,并对相关问题进行了分析讨论。在此基础上,提出了凝视干扰波束的概念,极大地简化了LEO卫星调零天线在干扰调零后的波束重组的过程,并给出了波束重组过程的示意图。     

导航星座对高轨特定目标导航方法

针对当前各种高轨飞行器对导航需求日益增强的情况,提出一种导航星座对高轨特定目标飞行器进行导航的方法。该方法需要在导航星座卫星配备全数字相控阵天线与指向可调的高增益导航天线。相控阵天线接收目标飞行器发射的用于波达方向(DOA)估计的信号,并对该信号的DOA进行估计,使距飞行器较近的多个导航星座卫星估计得到飞行器相对于自身的相对方向。以该方向为基础,导航卫星可以调节自身的高增益导航天线并使其指向特定目标飞行器,发送导航电文信息,从而使导航星座自主实现对高轨目标飞行器的导航任务。假定导航卫星相控阵天线装配于卫星对天面上,以此为基础对同步轨道的目标飞行器同导航星座各卫星相控阵天线的可见性进行了仿真分析,并在目标可见的基础上对二维DOA估计精确度进行了计算,验证了方法的可行性。     

一种抑制同频干扰的新技术

本文论述了电视接收中抑制同频干扰的一种新技术，该法采用两副天线异向接收，利用矢量叠加原理调整干扰对消器，使辅天线接收的信号实现工，相位连续变化，从而对消主天线中的干扰信号。对消器全部采用无源器件实现，避免了已有技术的不足，在工程中得到广泛应用，效果良好，抑制量达３０ｄＢ以上。本技术也适用于消除邻频干扰等高频干扰信号。     

NovAtel发布新型带有扼流圈的四系统GNSS天线——GNSS-750

日前，NovAtel公司发布了最新型号带有扼流圈的GNSS-750天线。这款产品可以精确跟踪目前所有的GNSS（全球导航卫星系统）发射的信号，专门针对美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的Gallleo系统和中国的北斗系统而设计。因此在建设GNSS网和地面参考站的工作中，使用GNSS-750天线就可以很好地接收上述四系统的卫星信号，并充分发挥出它的优良特性。     

基于小波奇异值与SVM的GNSS欺骗干扰识别技术

随着无人机管制技术的迅速发展,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)欺骗干扰信号日益增多,严重威胁卫星导航安全.对GNSS欺骗干扰信号识别技术进行了研究,提出了基于小波奇异值与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的GNSS欺骗干扰...     

多模GNSS双天线旋转初始定向方法

根据全球导航卫星系统(GNSS)载波相位伪距观测方程,给出了多模GNSS双天线基线向量旋转的载波相位的双差方程。运用旋转过程中双天线载波相位信息,得到多模GNSS双天线载波相位整周模糊度的双差值。通过GNSS卫星星历数据和GNSS双天线所在位置,计算出卫星到GNSS接收机天线的单位向量。使用GNSS双天线基线向量旋转的载波相位双差方程和坐标变换,计算得到GNSS双天线基线向量的航向角。经多模GNSS双天线旋转试验验证,用此算法确定的航向角精度比商用软件输出值高,且定向速度快。     

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.     

适应SAR功能的GNSS接收机待研发 ──GNSS导航信号的收发问题之十六

近年来,全球导航卫星系统相继增添新功能——全球搜寻援救,而拓宽了GNSS信号的应用.自2011年10月以来,Galileo IOV卫星(MEO)已经安设了全球搜救收发设备,开创了全球导航卫星系统增添SA R功能的先河.这就需要研制适应全球搜寻援救需求的GNSS接收机.     

低轨卫星导航系统多场景多普勒定位解算方法

低轨卫星及快速响应卫星非常适合作为导航源为地面用户提供独立于GNSS的导航定位服务,为了解决用户在不同低轨卫星可见数量条件下的连续定位解算问题,并避免传统伪距定位体制所需要解决的高精度星间时间同步问题,提出多种不同可见星数量条件下仅利用卫星多普勒观测信息的定位解算方法。仿真结果表明,该方法在大部分区域内都能够满足优于20 m的三维定位误差。     

低轨卫星自跟踪技术分析

针对低轨(LEO)卫星无信标信号时,传统自跟踪方式无法对其进行有效跟踪的问题,提出了全数字跟踪体制。对采用频分时分复合多址(FDMA/TDMA)体制的低轨卫星,采用宽带检测结合窄带跟踪的方法,快速准确地提取方位俯仰误差,实现了对目标卫星的高精度跟踪。对采用码分多址(CDMA)体制的低轨卫星,采用频域跟踪的方法,实现了低信噪比条件下对目标卫星的高精度跟踪。     

全球最小的集成式接收前端模块问世

英飞凌科技近日宣布,推出确保智能手机和其他移动终端实现全球导航卫星系统(GNSS)功能的全新接收前端模块系列。新型BGM103xN7系列器件是首批支持全球定位系统(GPS)和全球导航卫星系统(GLONASS)信号的独立或同     

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。     

低轨卫星通信系统干扰分析及策略研究

卫星通信技术日益进步,低轨卫星通信系统已然成为新的发展趋势。由于频谱资源受限,低轨卫星通信系统可能面临自身及与外部地面和卫星系统的同频干扰问题。文章指出从外部系统对低轨卫星通信系统干扰、低轨卫星通信系统对外部系统干扰以及低轨卫星通信系统内部干扰3个方面进行了系统干扰场景分析,在此基础上,根据不同的干扰情况分别给出了外部地面干扰、低轨卫星通信系统与同步静止轨道卫星以及系统内部的干扰规避策略,可以为低轨卫星通信系统设计提供一定的参考,保障系统能有效可靠地运行。