基于HLA的卫星自主导航仿真系统设计

该文根据卫星自主导航技术研究的需要,设计了基于HLA的仿真系统。在分析卫星自主导航技术基本原理的基础上规划设计了系统的仿真场景,根据任务功能需求提出了基于高层体系结构的卫星自主导航仿真系统框架,在对仿真系统中的卫星成员、恒星成员和控制成员等主要联邦成员的行为进行建模后,详细设计了相应的成员类,并对整个仿真系统的时间推进机制和时间管理策略进行了设计和说明。根据上述设计方案构建的仿真系统,可以对卫星自主导航技术进行仿真试验,从而完成其体制演示和关键技术验证。     

基于GPS射频模拟信号源的无人机导航系统研究

为了在室内验证卫星导航功能,采用飞机模型计算机、GPS硬件仿真器和GPS射频模拟信号源,提出了一种模拟卫星动态绝对定位的设计思想;根据导航计算需要,对系统中涉及到的不同坐标系进行转换;搭建半物理仿真平台,给出无人机自主导航的验证方案;仿真结果表明,基于GPS射频模拟信号源的无人机导航验证方法切实可行,导航系统具有良好的稳定性。     

多模卫星导航星载终端仿真平台设计

高分辨率卫星的大成像幅宽、多成像模式、多时空协调、全天候、全天时对地观测需求对卫星高精度高稳定度姿态控制技术、高精度卫星定轨技术提出了极高的要求。为确保卫星定轨精度指标达到设计要求,并提高对卫星定轨技术的分析能力,提出了搭建多模式精密定轨半物理仿真验证系统,在地面用卫星导航星载终端仿真平台模拟各种星载导航设备。提前开展仿真验证工作,减少星载导航设备在轨飞行风险,提高可靠性。提出一种多模卫星导航定轨星载终端仿真平台的设计方法,整机设计包括导航板、接口板。实测表明,该仿真平台重约1.5kg,尺寸220mm×140mm×70mm,功耗约20W,兼容处理GPS L1/L2、BD2 B1/B2/B3等信号,模拟星载导航设备在高动态条件下定位、定轨、授时的性能,提供精密定轨所需要数据,为星载导航设备精密定轨仿真验证提供了新的思路。     

基于误差分析的导航信号性能评估方法

导航卫星信号性能评估是卫星导航系统性能评估的主要组成部分,与信号有关的系统性能指标包括首次定位时间、静态定位精度、接收灵敏度、抗多径性能、抗干扰性能及兼容互用性;文章在分析卫星导航系统性能与导航信号关系的基础上,建立信号性能相关指标评估模型,并进行定量误差分析,形成一套针对信号性能系列指标的综合评估方法;通过选取卫星导航民用信号进行仿真,验证了此方法的实际适用性,可以为导航信号设计和信号接收技术开发提供有效辅助手段。     

GNSS导航卫星抛物面天线系统建设与测试

导航卫星的信号质量是影响卫星导航系统精度、连续性和可靠性的关键因素,为实时监测上海地区可见GNSS导航卫星的信号质量,建成了GNSS导航卫星抛物面天线系统;该系统可以对包括北斗导航卫星系统在内的GNSS导航卫星的空间信号进行监测,分析导航卫星空间信号的质量;GNSS导航卫星抛物面天线系统主要由3.2m抛物面伺服跟踪天线、GNSS信号中频采集器、数据存储装置、监测控制平台以及相关监测设备组成;介绍了导航卫星抛物面天线系统的建设及其测试情况,测试结果表明,所建成的抛物面天线系统可以对观测范围内的各卫星导航系统的各颗卫星的导航信号进行实时信号跟踪与监测,相关技术指标达到了预期要求。     

卫星导航定位误差仿真分析

卫星导航定位系统被广泛应用于军事、工业和民用等各领域。计算机仿真方法是研究导航系统性能的一种重要手段。文章从卫星导航测量原理出发,介绍了使用最小二乘估计方法来进行单点定位的卫星导航的仿真定位方法。完成了汽车、飞机、轮船三种载体的运动轨迹的建模,并针对载体的位移、速度的定位误差进行仿真分析。为探索位移误差变化规律,并验证定位误差仿真模型有效性,对卫星屏蔽角、电离层误差、对流层误差多径效应等因素变化进行仿真。并对汽车、飞机和轮船三种载体在运动状态下,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应引起的误差对卫星导航精度存在影响,进行了仿真对比。结果表明,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应对卫星导航精度影响较大,载体运动对卫星导航精度影响较小。     

基于DSP和FPGA的卫星信号模拟器设计与实现

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I、B3双模多频点卫星信号的模拟。利用商业接收机对硬件平台生成的卫星导航信号进行测试,定位结果验证了卫星信号模拟器设计的正确性,表明该系统达到了预期设计要求。     

导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究

高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术.在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性.针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析.结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求.     

基于GPS仿真器的无人机导航系统半物理仿真研究

讨论了无人机导航半物理仿真系统中GPS仿真器的设计方法;根据GPS接收机输出信息的特点和WGS-84与各种坐标系的转换关系,将飞机模拟系统解算得到的无人机位置信息转换成与之对应的GPS信号传输到导航链路,用于无人机航迹控制;根据导航飞控系统功能的要求,构建了一个半物理仿真平台来验证此系统,试验结果证明了采用模拟GPS仿真器完全可以对导航软件的功能进行有效的验证,并达到了预期设计要求。     

卫星导航信号高灵敏度接收技术研究

随着卫星导航应用范围不断拓展,对导航接收机的灵敏度要求越来越高,高灵敏度可以使接收机在室内或其他卫星信号较弱情况下仍然能够实现定位和跟踪。目前传统接收机为超外差中频采样结合基带信号处理架构,该架构降低了对ADC信号采集以及基带信号处理的压力,但接收机灵敏度性能已趋于极限。随着ADC技术的不断发展,对卫星导航信号进行直接数字采样已渐渐成为现实。提出了一种基于高速ADC对卫星导航信号进行直接数字采样的方案,通过与传统超外差中频采样方案对比分析、仿真论证及实际测试,验证了新方案切实可行,并且能较大程度提升接收机灵敏度等关键技术指标,具有明显的技术优势。     

基于MATLAB的GPS选星分析及实验研究

利用MATLAB ,对GPS星座运行进行实时解算 ,缩小了选择最佳星座的遍历空间 ,减小了对GPS卫星的搜索时间 ,从而使选星的实时性更好。仿真对GPS星座的运行还具备预报功能。实验表明 ,该方法简单易行 ,结合伪距测量定位方法 ,可以提供满足工程应用需要的定位精度     

北斗B1频点中频信号仿真系统设计

北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,属全球四大卫星导航系统之一,开展对北斗信号调制体制及北斗信号的研究具有重大意义。由于北斗卫星导航系统目前处于建设阶段,无法满足全球导航的实际应用需求,且基带信号处理中需要的动态航迹及弱信号环境下卫星中频信号不易获取。为解决此问题,通过对北斗B1频点信号体制及实现方式进行研究,对中频信号进行建模,进而对北斗B1频点中频信号仿真系统进行设计实现。仿真系统可完成基于设定卫星、航迹、载噪比、仿真时间的中频信号仿真并保存,为北斗基带信号处理提供可重复使用的中频数据。     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

卫星导航接收设备健康管理技术研究

针对卫星导航接收设备的技术特点和维护需求,基于故障检测与健康管理技术,提出了一种从射频前端、数字信号处理到算法实现全流程的预测与健康管理方案,搭建了卫星导航接收设备预测与健康管理系统体系结构。基于检测信息设置,完成信号处理与状态监测,开展卫星导航接收设备实时健康评估与寿命预测研究,根据评估与预测结果制定维护方案,实现卫星导航接收设备的健康管理。通过开展仿真试验与实际工程应用,验证了所设计的卫星导航接收设备健康管理方案的正确性与有效性,具有一定的工程推广价值。     

导弹武器系统开发中的仿真机系统综述

该文从仿真计算机开发的角度，介绍了仿真机研制中需要注意的几方面问题以及预计的发展方向，在系统体系结构、仿真语言、仿真网络等方面进行了讨论，为相关开发者提供了参考，尤其是通用计算机平台仿真应用中的软硬件配合和实时网络应用方面的分析对今后仿真机系统的开发具有很好的借鉴作用。     

自动日志功能的实时控制Java3D机械手仿真

主要介绍了一个既可以作为Java应用程序在单机运行,又可以作为Java Applet在网络环境中使用的基于Java3D的机械手仿真系统.鉴于仿真系统中,存在的因由鼠标、键盘控制而带来的操作缺乏灵活性,从而很难满足实时控制要求,以及缺少自动建立仿真操作日志的有效方法等问题.通过介绍如何利用Jinput技术接入带有操纵杆的输入设备,以及如何利用数据映射机制建立操作日志,不仅为上述问题提供了解决办法,而且将其实际运用到机械手仿真系统中.同时,还使用了碰撞检测技术实现了仿真机械手对虚拟小球的实时抓取功能.     

交通诱导预测控制仿真研究

将动态交通分配实施过程纳入预测控制框架下以满足实时交通诱导的目的,提出一种交通诱导预测控制算法．该算法是在滚动时域基础上进行的,包括实时交通分配、交通流模拟运行及评价以及进化最佳路径３ 个重要环节．仿真结果表明,交通诱导预测控制是一种良好的计算机控制方法学,其优化过程预先考虑了目前交通分配对未来路网的影响,因而可有效地防范交通拥堵,实现考虑反馈的路网交通流实时分配优化,同时为出行者提供最佳路径．     

基于卫星导航系统的对流层模型分析

对流层误差是卫星导航系统中十分重要的误差源之一,也是卫星导航系统仿真和应用的重要研究课题。介绍了对流层对卫星导航定位的影响,阐述了对对流层模型分析验证的重要意义,分析了UNB3模型、Hopfield模型和双指数模型的原理,并与实测双指数模型进行了比较分析,验证了UNB3模型和Hopfield模型在中国区域使用的有效性,为卫星导航系统仿真及信号模拟提供了有力的依据。