微弱GNSS信号捕获技术

微弱GNSS信号捕获技术是实现弱信号GNSS导航的核心技术之一。本文阐述了微弱GNSS信号的捕获原理,分析了弱信号对GNSS接收机捕获的影响,着重介绍了微弱GNSS信号捕获的方法以及AGNSS技术。     

GNSS信号接收机的构件初识──GNSS导航信号的收发问题之十

GNSS信号接收机是GNSS导航卫星的用户设备,是实现GNSS卫星导航定位的终端仪器。它是一种能够接收、跟踪、变换和测量GNSS卫星导航定位信号的无线电接收设备,既具有常用无线电接收设备的共性,又具有捕获、跟踪和处理弱达3.5E-16W~2.5E-17W卫星微弱信号的特性。为此,GNSS信号接收机的构件必须满足这种捕获、跟踪和测量GNSS信号的需求。     

GNSS信号完好性增强方法研究

全球导航卫星系统(GNSS)的性能增强变得越来越重要,GNSS性能增强的包括四个关键方面:准确性、完好性[4]、可用性和连续性,文章探讨了机载完好增强(ABIA)系统与现有的空间(SBAS)和地面增强系统(GBAS)之间的协同作用的方法。结果表明,该集成方案能够在GNSS作为导航数据的主要来源时,增强信号的完好性。     

GNSS空间信号精度评估方法

空间信号(SIS)精度是卫星导航系统的性能之一。针对目前精度评估模型存在的问题,提出了分段式SIS用户测距误差(URE)评估模型,并研究了SIS用户测速误差(URRE)、用户测加速度误差(URAE)评估模型,利用广播星历和精密星历评估了GPS和BDS的SIS精度性能。结果表明,除BDS C02卫星的URE以及GPS PRN10卫星的URAE略大以外,其余GPS和BDS卫星的SIS URE,URRE和URAE均符合各自系统的指标,验证了所提精度评估方法的有效性。     

GNSS导航信号模拟软件体系结构研究

软件GNSS(Global Navigation Satellite System)信号模拟器由于具有结构灵活、开放性强及成本低廉等优势,能够较好地应用在导航系统开发研究中。针对软件GNSS导航模拟器的信号产生技术进行研究,给出了软件GNSS导航模拟器软件总体架构以及软件模块说明。通过MATLAB实现了软件GNSS导航星座信号仿真,仿真结果表明了该体系结构以及算法模块的正确性。     

软件GNSS中频信号模拟器

由于具有结构灵活、开放性强以及成本低的优势,软件GNSS(Global Navigation Satellite System)信号模拟器可成为GNSS接收机设计验证的高效平台。面向GPS/Galileo组合系统,阐述了软件GNSS中频信号模拟器的架构与实现,主要功能模块包括卫星星座仿真、接收机轨迹生成、传播通道特性仿真(包括电离层模型、对流层模型、多径模型、干扰模型)、数字中频信号生成。最后,对这一信号模拟器所产生的GNSS信号(包括GPS L1 C/A,GalileoE1 CBOC)进行了验证。     

新体制GNSS信号应用性能分析

针对以二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)信号为代表的新体制全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)下行信号在空间信号中所占比例逐渐增大的现状,结合应用需求,通过介绍新体制信号的常用基带同步方法,分析了单边带策略和联合边带策略对BOC信号伪距精度的影响,并对BOC信号调制阶数与其跟踪精度和基带处理资源的关系进行了推导,得出联合边带处理法比单边带处理法具有更优测距精度但需消耗更多硬件资源的结论。在通用接收机硬件平台上对上述结论进行验证,联合边带策略在获得较高同步精度的同时对硬件资源提出了更高的需求。该研究结果为各类具有新体制信号处理需求的GNSS接收机提供设计依据和优化方案。     

机载GNSS海面回波信号的模拟

为了模拟较为真实的GNSS海面回波信号,除了GNSS海面反射信号外,海杂波信号也是必不可少的.海杂波的建模和仿真是回波信号模拟逼真度的决定因素.文章运用网格映像法划分海面杂波单元,并确定合适的幅度分布模型和功率谱模型,完成机载海杂波信号的建模.最后,进行了海面回波信号的模拟仿真,并与机载实验的实测数据进行了比较,结果表明仿真数据与实测数据的相关系数可优于0.9,从而验证了该方法的有效性和合理性.     

基于信号分离的GNSS干扰信号抑制

全球导航卫星系统广泛应用于军事、通信等多个领域，但导航信号容易受到空间中电磁干扰的影响，造成性能严重下降。文中基于信号分离的方法研究了欠采样情况下的干扰抑制问题，通过对干扰信号幅度调制信号的分解构建了稀疏观测模型，利用稀疏贝叶斯学习实现对干扰信号的重建，进一步从接收信号中剔除重建的干扰信号，得到干扰抑制后的导航信号。仿真结果表明：文中所提方法能够有效抑制导航信号中的干扰，提升导航信号的质量，在欠采样情况下该方法仍然具有较好的干扰抑制性能。     

时间与全球卫星导航

卫星导航定位系统能完成精密导航、定位和授时任务,都是建立在具有高精度的时间基准和时间同步基础之上的。因此,所有卫星导航定位系统都建有独立的内部时间系统GNSST,导航系统内部时间系统都溯源至其国家标准时间UTC(k),通过UTC(k)与国际标准时间UTC的常规比对功能实现其与国际法定标准时间的同步和统一(国际溯源),从而实现其授时应用功能。本文简要介绍了国际标准时间UTC的定义和发展,介绍了国际上全球卫星导航定位系统的时间基准、时间溯源和时间兼容互操作。     

GNSS载波相位测量──GNSS卫星导航定位方法之六

GNSS载波相位测量,不仅能够用于毫米级精度的静态定位,而且能够用于厘米级精度的动态定位,本文以GPS信号为例,论述了几种测量载波相位的实用方法.     

GNSS接收机抗多径技术

分析了多径信号特性及其对全球导航卫星系统(GNSS)接收机伪距测量和载波相位测量的影响,从抗多径天线和基带信号处理两方面对GNSS接收机的各种多径抑制方法进行了比较与分析,指出高精度GNSS接收机会同时采用抗多径天线和基带信号处理以达到较好的多径误差抑制效果.     

全球卫星导航系统间的兼容性和互用性

本文介绍了卫星导航系统、星基增强系统及国际 GNSS 委员会(ICG)的概况，重点介绍了 GNSS 系统兼容性和互用性的相关定义和原则，以及 GNSS 提供者和用户团体对兼容性和互用性的相关讨论。最后介绍了亚太区域卫星导航的优势。     

Ionospheric tomography using GNSS reflections

We report a preliminary analysis of the impact of Global Navigation Satellite System Reflections (GNSS-R) data on ionospheric monitoring over the oceans. The focus is on a single polar Low Earth Orbiter (LEO) mission exploiting GNSS-R as well as Navigation (GNSS-N) and Occultation (GNSS-O) total electron content (TEC) measurements. In order to assess impact of the data, we have simulated GNSS-R/O/N TEC data as would be measured from the LEO and from International Geodesic Service (IGS) ground stations, with an electron density (ED) field generated using a climatic ionospheric model. We have also developed a new tomographic approach inspired by the physics of the hydrogen atom and used it to effectively retrieve the ED field from the simulated TEC data near the orbital plane. The tomographic inversion results demonstrate the significant impact of GNSS-R: three-dimensional ionospheric ED fields are retrieved over the oceans quite accurately, even as, in the spirit of this initial study, the simulation and inversion approaches avoided intensive computation and sophisticated algorithmic elements (such as spatio-temporal smoothing). We conclude that GNSS-R data over the oceans can contribute significantly to a Global/GNSS Ionospheric Observation System (GIOS).     

GNSS抗干扰技术综述

随着电磁环境的日益复杂、干扰技术的不断进步,全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的各类应用受到了严重阻碍,在强干扰环境中,扩频增益不足以对干扰进行有效抑制,需采用各种抗干扰措施。对GNSS抗干扰技术进行了分类,概述了不同抗干扰技术的研究现状及进展,并对GNSS干扰源与干扰类型进行了归纳总结,给出了不同干扰类型对应的抗干扰方法,进一步对比分析了几类常见自适应算法的性能,最后指出了GNSS抗干扰技术未来的研究趋势。     

GNSS载波相位测量的DGNSS模型──GNSS卫星导航定位方法之八

差分GNSS载波相位测量,是一种能够获取高精度的卫星导航定位方法,它分为单差法、双差法和三差法,本文论证了它们的数学模型.     

GNSS伪距差分定位及其特色──GNSS卫星导航定位方法之二

GNSS伪距差分定位是一种能够获取较高导航定位测量精度的卫星导航定位方法,但是,它的设备较复杂,用户不仅需要使用一台GNSS信号接收机,而且需要设置提供DGNSS改正数据的基准站及其一台GNSS信号接收机,以及与之匹配的DGNSS数据链,才能够实现全天候、全天时和全球性地测量运动载体的7维状态参数。本文简要地论述了GNSS差分定位的基本原理及其实现。     

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.     

卫星导航接收机技术发展趋势分析

面对多种卫星导航系统共存的局面和高性能应用平台的需求,多系统多模导航接收机成为接收机发展的主要方向。本文从卫星导航系统在各种军事和民用系统中应用的重要性出发,分析国内外卫星导航接收机发展现状和趋势,提出我国卫星导航接收机相关技术在未来几十年的发展的体系框架和思路。