基于人工神经网络的GPS卫星信号模拟器信号估计方法

多通道全球定位系统(GPS)卫星信号模拟器用来为GPS接收机和导航系统提供逼真的测试信号。该文从模拟器设计的角度对到达GPS接收机天线的卫星信号进行了分析,着重讨论了因众多误差因素影响而不易直接利用经验模型确定的几个波形参量的估计问题。基于人工神经网络(ANN)理论,提出一种利用ANN来模拟信号传播延迟、载波相位、信号功率等参量的方法。给出了基于ANN的模拟器闭环测试系统的结构。并对所设计的ANN进行了训练和验证,仿真实验结果表明,所设计的ANN能够在统计意义上逼真地模拟样本数据,从而使基于ANN的模拟器信号状态参量计算能够满足设计要求,可以直接应用于多通道GPS信号模拟器的研制。     

GPS室内定位的虚拟卫星信号模拟系统

针对室内一般GPS接收机不能正确接收GPS信号的问题,该文提出了利用信号模拟技术产生虚拟卫星星座信号的系统,来实现室内定位。虚拟卫星在保持各卫星起点位置不变时,使不同时刻的卫星组成同一时刻的新星座构型。该虚拟星座与真实星座比较,减小了室内定位中由于卫星、室内天线和用户三点不成直线而产生的折线误差。开发了室内四通道卫星信号模拟器,播发了实验信号。接收机定位结果误差为米级,符合GPS精度要求。     

模拟器购买指南

导航卫星信号模拟器能够生成导航卫星仿真信号,广泛应用于卫星导航接收机等用户设备的研制、开发、生产和测试过程。最新一期《GPS World》杂志上刊登的"模拟器购买指南"对CAST Navigation、IFEN GmbH、Racelogic等8家公司的模拟器产品的基本特点进行了专题介绍。此外,为了配合"模拟器"(Simulator)这一主题,本期杂志还重点介绍了法国国防部所使用名为"统     

高动态GPS卫星信号模拟器关键技术分析及应用

介绍了高动态GPS卫星信号模拟器的组成,阐述了模拟器的工作原理,给出了在研模拟器的主要技术指标,分析了模拟器研制涉及到的部分关键技术:高动态信号的产生与精度控制、电离层延迟误差模拟、多径信号模拟和差分数据产生,最后列举了高动态GPS卫星信号模拟器的几种应用。     

多系统卫星导航信号软件模拟器体系设计

与传统信号模拟器相比,软件模拟器具备设计灵活、可扩展、开放性强以及成本低的诸多优点。随着卫星导航的发展,卫星导航体制越来越复杂,通过对多系统不同调制方式的卫星导航信号模型进行分析,迫切需要建立统一的描述方法,减少重复的算法编写。首先提出了一种针对多系统卫星导航信号模拟器描述方法,其次建立了针对不同卫星导航信号体制的描述,给出了信号传播时延、多普勒频移的估计方法。最后,对模拟的信号进行了验证。     

区域导航对流层延迟误差修正模型研究

本文研究了电波大气折射理论，分析了传播误差因素，阐述了区域导航信号的传播路径与 GNSS 卫星导航的不同，论述了对流层延迟对区域导航信号测量精度的影响，设计了满足区域导航系统应用需求的对流层延迟误差修正模型，并通过仿真研究，验证了所设计区域导航对流层延迟误差修正模型的可行性，并给出了该模型在远距离低仰角和近距离高仰角下的误差修正能力。     

北斗卫星导航系统误差分析与评估

北斗卫星导航系统误差主要包括与卫星相关的误差,信号传输过程中的误差和用户段的误差。这些因素可以造成卫星导航系统在使用的过程中无法及时对定位准确性进行有效警告,告警限值出现明显误差,甚至造成定位结果无法使用和完好性故障。按照空间信号接口规范, 利用广播星历,精密星历,原始电文和伪距计算出了卫星轨道误差,卫星钟差,电离层误差,对流层误差以及用户等效测距误差(UERE)。使用 Propak6 接收机接收机场附近的实测数据,对北斗导航系统的各项误差进行统计分析,为北斗导航系统应用到民航提供了重要依据。     

卫星导航信号模拟器现状与发展趋势

卫星导航信号模拟器是一种高精度的标准信号源,可以为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境。本文详细介绍并对比了软件模拟器和硬件模拟器这两种卫星导航信号模拟器的技术特点和现状,介绍了传统的基于模拟技术的硬件模拟器和当前的基于数字技术的模拟器的体系架构和性能特点。最后对模拟器未来的发展趋势做了探讨。     

高动态GPS模拟器信号产生模型研究

 高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号.在对GPS接收机接收信号进行深入分析后发现GPS信号模拟器以接收时刻为标准以一定的时间间隔计算模拟器信号码和载波速率及信号的传播延时,由于接收机与GPS星之间存在的径向加速度,使得对应的信号发出时刻的间隔不等于计算机进行样点计算的间隔.本文给出了在高动态条件下GPS卫星信号模拟器的信号模型,在对模型误差进行分析计算的基础上讨论了通过增加采样率来减小由于模拟高加速度信号而带来的误差的方法.     

分布式卫星干涉SAR测速误差分析

在应用分布式卫星干涉SAR进行地面运动目标检测(GMTI)时,由于卫星群的绕飞运动,各小卫星的航迹不完全平行,速度矢量存在差异,导致沿航迹干涉基线长度随时间不断变化,从而影响干涉相位图,带来测速误差和目标定位误差。针对此问题,该文分析了分布式卫星群的实际轨道情况,建立了由基线长度变化导致的测速误差模型,提出了两种可有效消除此误差从而提高测速精度的信号处理方法。最后进行了计算机仿真实验,实验结论证实了文中所提出方法的有效性与准确性。     

GPS SATELLITE SIMULATOR SIGNAL ESTIMATION BASED ON ANN

Multi-channel Global Positioning System （GPS） satellite signal simulator is used to provide realistic test signals for GPS receivers and navigation systems. In this paper, signals arriving the antenna of GPS receiver are analyzed from the viewpoint of simulator design. The estimation methods are focused of which several signal parameters are difficult to determine directly according to existing experiential models due to various error factors. Based on the theory of Artificial Neural Network （ANN）, an approach is proposed to simulate signal propagation delay, carrier phase, power, and other parameters using ANN. The architecture of the hardware-in-theloop test system is given. The ANN training and validation process is described. Experimental results demonstrate that the ANN designed can statistically simulate sample data in high fidelity. Therefore the computation of signal state based on this ANN can meet the design requirement, and can be directly applied to the development of multi-channel GPS satellite signal simulator.     

卫星钟差的仿真研究

目前常用的卫星钟差仿真模型中，没有考虑卫星钟差本身的随机噪声特性，或是只是简单地用白噪声代替。实际上，卫星钟的随机噪声主要由5种独立的随机噪声组成。不同种类卫星钟的噪声构成不同，同一种类卫星钟的噪声特征也不完全相同。本文使用修正Allan方差对实际钟差数据的频域稳定度进行评估。在此基础上，结合二次多项式钟差模型和5种随机噪声模型进行高逼真度的卫星钟差仿真。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

卫星位置高时空分辨率实时预报的FPGA实现

针对高时空分辨率的卫星信号模拟问题,设计了卫星位置实时预报方法。该方法基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）器件,根据卫星轨道参数,在每个模拟信号的采样时刻计算并给出卫星位置,最大限度地支撑模拟器给出高精度模拟信号。仿真结果验证了该方法的有效性。     

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。     

Influence of imperfect carrier recovery on satellite QPSK communication system performance

The purpose of this paper is to provide the theoretical approach for determining the bit error probability in detecting a coherent quaternary phase-shift-keyed signal transmitted over a soft-limited channel in the presence of the uplink and downlink noise, as well as the noisy carrier reference signal. The uplink noise is considered in the specific way through the envelope variations and the frequency offset of the signal remitted by the satellite station having influence on the variations of the phase-locked loop parameters in the receiving ground station, consequently on the probability density function of the phase error, i.e. the average bit error probability. The downlink noise is also taken into consideration. The determined results are based on the non-linear phase-locked loop model with primary emphasis on the degradations in the system performance produced by the imperfect carrier signal extraction. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于遗传算法的卫星磁模型研究

针对卫星磁特性研究与磁试验,建立了卫星多磁偶极子模型,分离了线性和非线性部分,利用遗传算法,以测点的模拟值和测量值之差的均方根作为目标函数,搜索多磁偶极子的位置,同时检测拟合误差,使得目标函数达到最优的同时,拟合误差也满足要求.最后对卫星静止状态和加电状态的磁性进行了计算,试验结果表明,用该方法建立卫星磁场模型精度高,磁矩和磁场的误差均小于5%,并且对测量误差不敏感,具有很强的鲁棒性.     

一种卫星动中通阴影和波束指向偏差估计方法

当目标卫星被遮挡,或天线波束指向偏差较大时,卫星通信质量会变差,甚至导致卫星通信中断。针对卫星动中通阴影和天线波束指向偏差的问题,建立了一种综合考虑地理环境和波束指向偏差的接收信号功率模型,提出了一种基于接收信号强度特征参数的阴影判断和天线波束指向偏差估计方法,方法充分利用了卫星动中通信道特性,适用于接收信号的快变化和慢变化两种情况。当出现个别较大指向偏差值时,模型能够有效降低误差影响。最后给出了实验仿真结果,验证了该方法的有效性。     

BPSK and QPSK non‐linear satellite communication system performance in the presence of cochannel interference

Taking the uplink and downlink cochannel interference and noise into account, the analytical expressions are derived for determining the bit error probability in detecting a binary phase‐shift‐keying (BPSK) and a quaternary phase‐shift‐keying (QPSK) Gray coded signal, transmitted over a satellite system exhibiting amplitude modulation‐to‐amplitude modulation (AM/AM) conversion effects and amplitude modulation‐to‐phase modulation (AM/PM) conversion effects. On the basis on the derived theoretic formulae, using real‐life system parameters, numerical results are obtained and presented. We point out the explicit comparisons of satellite communication system performance obtained when a satellite transponder amplifier is modelled by a hard‐limiter and those obtained when both AM/AM and AM/PM non‐linearities of the satellite transponder amplifier are taken into consideration. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.