卫星导航接收机自动测试系统

为了满足卫星导航接收机整机性能快速、精确测试的需求,实现对导航接收机性能的自动测试,构建了一种基于NI PXI硬件平台,采用导航信号模拟器、虚拟仪器技术和Microsoft Visual Studio 2008软件进行开发的卫星导航接收机自动测试系统。系统实现了多导航接收机的定位精度、冷启动首次定位时间、热启动首次定位时间、捕获灵敏度、速度精度的并行自动测试。良好的人机交互界面与多接收机并行测试的稳定运行,大大缩短了测试时间,提高了测试效率。通过对北斗导航接收机大量测试,结果表明该卫星导航接收机快速测试系统对于导航接收机整机性能并行测试快速、有效。     

基于长短期记忆神经网络的矢量跟踪通道状态监测算法

卫星导航系统接收机分为标量跟踪架构和矢量跟踪架构。矢量跟踪接收机的特点是采用一种中心导航滤波器实现所有通道信息的集中处理，这样可以充分利用通道之间的共享信息，提升接收机的性能。但由此带来的问题是通道之间的相互影响，当某个通道的信号被遮挡或者信号较弱时，会影响导航滤波器的正常工作，因此需要进行通道运行状态的监测。本文提出一种基于长短期记忆神经网络的通道状态监测方法，将通道的信息序列值作为神经网络的输入向量。仿真结果表明，本文提出的方法能够有效地检测故障，保证矢量跟踪接收机的定位精度。     

基于软件接收机的卫星导航信号模拟器性能指标测试

针对卫星导航信号模拟器的性能指标测试评估问题,提出了基于软件接收机的性能指标测试方法;通过分析模拟器性能,包括对动态性能、相位噪声、通道间时延一致性和静态定位精度的综合分析,给出了相应的测试方法和测试流程,并结合卫星导航信号模拟器产生的实际信号对各项性能指标的测试结果进行分析;经测试结果表明,软件接收机可以有效地对卫星导航信号模拟器各项性能指标进行测试,测试结果符合理论预期,满足模拟器性能指标测试评估的需求。     

GLONASS卫星信号模拟器导航电文生成

导航电文的生成是GLONASS卫星信号模拟器研制中的关键部分,获得正确的导航电文信息是接收机实现定位、测速以及授时等功能的前提条件。为了满足接收机测试的需要,GLO-NASS卫星信号模拟器输出信号必须调制正确的导航电文。GLONASS卫星信号模拟器由模拟器仿真软件和信号生成单元组成。主要研究GLONASS卫星信号模拟器的软件部分。在分析GLONASS卫星信号模拟器结构和导航电文结构的基础上,详细介绍了GLONASS卫星信号模拟器中导航电文的生成过程。重点对从R inex文件中读取星历参数并转化成二进制格式导航电文的程序实现进行了深入研究,利用GLONASS接收机对卫星信号模拟器输出的仿真信号进行电文解析和定位解算,试验结果可以验证卫星信号模拟器中导航电文生成的正确性。     

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。     

GPS最优压制式干扰信号研究

针对GPS最优干扰信号评估方法欠缺的问题,提出了利用接收机误码率判断最优干扰信号的方法;通过对卫星导航接收机工作原理的研究,建立了卫星导航接收机模型;通过接收机不同模块对导航信号处理过程的研究,建立了基于中频信号的误码率模型;利用仿真工具模拟不同干扰信号,研究不同干扰环境下接收机的误码率;通过改变干扰信号功率得到误码率与干信比的关系曲线,比较不同干扰信号同干信比下接收机的误码率,得到最优干扰信号;通过实验验证,在接收机干信比允许范围内,相同干扰信号功率下,伪码相关干扰信号干扰效果最优,为卫星导航信号干扰设备的研发及设计提供了依据。     

基 ＡＤ９３６１的北斗接收机终端性能评估方法研究

为满足北斗定位导航系统中接收机基带信号处理算法研究的需要,设计了一种运行于软件无线电平台、输出数据全面多样的北斗接收机平台,并对其进行了详细的指标评估和定位验证。该接收机运行于由ARM、FPGA和AD9361组成的软件无线电平台上,利用AD9361射频前端得到北斗B1信号的中频采样数据,通过FPGA和ARM实现北斗卫星的快速捕获、跟踪及位置解算等信号处理流程。利用已知参数的模拟导航信号对接收机进行了性能指标评估,并进行了实际场景的定位实验。实验测试表明,该接收机捕获、跟踪等过程性能表现良好,导航定位精度及动态定位精度较高,可输出标准原始观测量数据,满足一般的北斗接收机基带信号处理及定位算法研究的需要。     

无源北斗多模接收机自适应速度融合算法

在阐述北斗无源多模接收机工作原理的基础上,分析了无源北斗多模接收机速度与位置信息失调现象的产生原因,提出改善北斗无源接收机导航性能的自适应速度融合算法。该算法能根据载体的动态特性,自动生成合适的限制值修正多模接收机的导航信息,不仅提高了接收机的定位性能,而且提高了算法的动态适应性。无源北斗多模接收机挂飞试验的验证结果表明,自适应速度融合算法简便易行,能够在不影响多模接收机正常工作状态的情况下对异常信息进行修正,故大大提高了接收机的导航性能。     

北斗/GPS双模射频接收模组的设计与实现

顺应双模或多模卫星导航接收机在民用市场中的发展趋势和需求,结合卫星导航接收机涉及的几个关键技术指标和射频电路设计的基本理论,采用两片MAX2769射频芯片,设计了一款北斗/GPS双模兼容的射频接收模组。实测结果表明,设计的模组性能优越,工作稳定,可以有效应用于商用卫星导航双模兼容接收机的研究中。     

基于Walker星座的导航卫星自主导航的GDOP最小值分析

卫星自主定轨时选择测量卫星的几何构型对于定轨精度有着重要的影响.目前地面接收机与导航卫星的几何构型对定位精度的影响主要由GDOP（几何衰减因子）来衡量,GDOP值的下限限制了在一定的测量精度下用户定位的精度范围.通过构建Walker构型的导航星座将地面接收机GDOP取最小值时的边界确定,推广应用到自主导航环境下,利用均匀采样和遗传算法分别独立得到GDOP的最小值,同时用仿真数据验证了这个值的正确性.     

Galileo双频接收机及其关键模块的设计

为设计Galileo双频接收机,对Galileo系统空间信号的特性进行了描述,通过比较Galileo系统与GPS的不同,论述了Galileo系统的优点。最终再结合已有接收机技术,给出了一种实用的基于E5频段Galileo双频接收机结构体系的设计,并重点分析了下变频模块和信号捕获与跟踪模块的设计。     

改进的裂变自举粒子滤波算法在GPS导航系统中的应用

为了提高全球定位系统GPS的定位精度和可靠性,提出了一种基于裂变自举粒子滤波FBPF的GPS定位系统算法。根据GPS输出的参数之间的相互联系建立了系统的状态方程,并应用于对GPS接收数据进行滤波处理的改进FBPF算法中。GPS导航系统中采用DSP对GPS接收机的输出信号进行译码和滤波处理。     

GPS与Galileo组合定位系统的定位性能研究

对GPS与Galileo系统组合过程中需要解决的单个系统间的差异问题进行了讨论,并提出了解决方案,结合一段南京航空航天大学(南航)周围的跑车路线对GPS,Galileo和GPS-Galileo组合系统的定位性能进行了实例仿真和分析,并对各系统在南航基准点和中国范围内的可见星数目和位置精度衰减因子(PDOP)值两方面进行了建模仿真和分析。结果表明:GPS-Galileo组合定位系统在上述仿真情况下的定位性能良好,GPS-Galileo组合定位系统在实际定位中是可行的。     

提高GPS定位精度的数据处理技术

尽管全球定位系统（GPS）已经是目前精度最高的无线电导航系统,但仍有许多用户不满足于GPS定位的原始精度,希望获得更高的性能。基于GPS输出信息的数据处理就是一种广泛采用的技术。GPS数据基本的处理方法有两种：基于GPS接收机输出数据的滤波、平滑处理;基于两个或多个GPS接收机的差分校正处理（DGPS）。差分GPS只能消除选择可用性和电离层时延等公共误差,对多径干扰仍无能为力。多径已成为近距差分的主要误差源。为了抗多径,本文还综述了两种先进的GPS数据处理方法：空间－时间处理抗多径方法和数据诊断与剔除抗多径方法。     

伪卫星室内导航定位系统研究和设计

GPS(Global Position System)伪卫星是一种用来生成并发射类似GPS信号的装置,在卫星信号脆弱的情况下,伪卫星可以作为GPS辅助增强,也可以在GPS信号完全失效的情况下用来建立独立定位系统;基于伪卫星室内独立定位的需求,提出一种低成本伪卫星的设计方案,通过频谱仪和接收机能够稳定捕获和跟踪到设计的伪卫星信号,作为室内组网的硬件基础;分析和推导SPP定位算法,将接收机输出的伪距和载波相位等测量信息进行定位处理,获得定位结果;并对伪卫星室内定位进行组网布局和设计,分析实验过程中的各组网组成部分;最后,在实验室内进行静态和动态定位实验,验证能够捕获和跟踪伪卫星信号,并得出厘米级的静态定位结果。     

基于信息融合的组合导航系统研究

针对GPS接收机在高机动工作状态或受遮挡时易出现“丢星”现象而导致定位中断的问题,提出了一种采用GPS／GLONASS／INS组俣导航系统对载体进行快速定位、定向的新方法。文中首先总结了GPS导航系统的不足,在此基础上给出了组合系统的设计方案和工作原理,然后对基于联合卡尔曼滤波的多传感器信息融合算法进行了论述与分析,最后给出了计算机仿真。结果表明：该方法可有效地提高导航系统的精度和可靠性,为融合导航系统的数据分析和处理提供了一个有效途径。     

嵌入式多模授时定位设备的设计与实现

研究并设计了一种授时定位设备,该设备不仅具备北斗、GPS卫星导航系统移动终端的各种功能特性,而且结合了B码、外校时等辅助授时功能,除此之外,还实现了高精度自守时功能.在硬件设计上,采用嵌入式ARM体系结构进行了经济型设计,同时充分考虑了可靠性和维修性设计;在软件设计上,采用嵌入式Linux操作系统,在完成功能性设计的同时,实现了多模授时方式的灵活切换,并提供了设备两种级别的故障诊断测试,极大地提高了设备的可靠性和维修性.     

基于CPS架构的旋翼无人机组合定位建模研究

针对在特殊地区连续导航和组合导航冗余技术的问题,提出基于信息物理融合系统架构的BDS/GPS/SINS组合导航的旋翼无人机定位方案。以六旋翼为运载体,采用超紧组合导航结构和联邦式滤波结构建立模型,通过Simulink虚拟定位仿真,得到较为精确的位置信息。进一步搭建旋翼无人机物理融合定位系统实验平台,该平台的BDS/GPS接收机接收由NSS8000多星群模拟器提供的虚拟卫星导航电文信号,方便用户对CPS虚拟和现实环境的人机交互界面进行操作。通过定位信息融合进行基于BDS/GPS/SINS超紧组合导航的室内飞行实验,失星下定位精度都能达到2.0?m±0.5?m。仿真和实验结果表明,该定位系统具有信息物理融合的鲁棒性和安全可靠性。     

基于GPS的土地数据获取与图形生成方法研究

本文针对农村土地测量工作量大、工作定位难等现实情况,采用了基于手持式GPS的农村土地数据采集方法,获取坐标数据。同时探讨了利用差分技术提高手持GPS机的定位精度,减少了误差。以遵化市某村为例,将采集处理的数据导入AutoCAD软件实现数据和图形的转换,生成具体到地块、房屋的土地利用现状图。     

双模高灵敏度辅助卫星导航关键技术

基于定位技术(LBS)业务的增长,使得高灵敏度卫星导航技术逐渐成为热点.分析了辅助卫星导航(Assisted-GNSS)技术,提出了辅助导航定位的解决方案,介绍了Galileo/GPS双模高灵敏度接收机设计的一些关键技术.