基于FFT的DBPSK多路并行接收机设计

提出一种基于FFT的高效多路并行下变频算法,具有实现难度低,资源利用率高,解调性能与传统DBPSK接收机性能仅相差1 dB等优点。并提出了一种基于该算法的差分二进制相移键控（DBPSK）新型多路并行接收机设计,能够并行处理上千路调制在不同子载波的信号。解决同类问题的传统接收机设计需要为每一路子信道分配独立数字下变频（DDC）模块,增加硬件来提升处理载波数,消耗较多硬件资源。该方法应用于DBPSK多路并行接收机设计中,在较低硬件资源消耗下,获得了良好的接收性能。     

无人机导航信号的增强及干扰抑制技术

自适应波束形成技术的多天线卫星导航接收机易受高动态干扰影响,导致导航信号接收性能下降,无法为无人机提供可靠的位置信息.提出一种基于最小离差准则的稳健波束形成设计方法,最小离差准则波束形成通过联合信号的各阶统计特征实现对导航信号的接收增强,同时结合最小干扰功率准则展宽波束零陷抑制高动态干扰.稳健最小离差波束形成设计方法可通过求解带有二次约束的优化问题实现.为降低运算复杂度,将二次约束替换为线性约束,并开发快速算法将运算复杂度由标准内点法的O(N3)降至O(NM2).通过计算机仿真,从波束形成器输出波束图、输出信干噪比、算法收敛速度等方面验证了方法的有效性.     

GNSS软件接收机中相关捕获算法研究

为了适应全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的发展趋势,研究了一种GNSS软件接收机捕获多个星座卫星信号的相关捕获算法.该算法可以同时接收和处理GPS和Galileo两个系统L1频段内所有民用信号,通过仿真分析了影响算法性能的因素--本地复现序列数,并给出了利用Simulink和程序实现的算法来捕获两个系统民用信号的结果.结果表明,该算法可以很快地捕获到系统信号,具有灵活、方便、简单的特点,对软件接收机的设计有指导意义.     

GNSS接收机导航滤波器辅助捕获技术

为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms;进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.     

BD/GPS/GLONASS三模软件模拟器的设计与实现

针对硬件模拟器结构复杂以及成本高等缺点,给出了基于MFC的BD/GPS/GLONASS三模软件模拟器的设计方案,实现了三模卫星软件模拟器动态链接库。三模软件模拟器分为算法和图形界面两大模块。算法通过全局变量,将卫星和用户位置等信息显示在不同的界面上,同时产生相应的三模软件中频信号;界面通过函数参数传递,将数据传递给算法,从而将产生的中频信号供软件接收机进行定位解算,为导航接收机的设计和验证工作提供便利。针对软件模拟器的实时性不佳,给出了数据缓冲方案。     

卫星导航接收机测速精度测量方法研究

以GPS为例,研究卫星导航接收机动态测量精度的测量方法。讨论了被动式导航接收机的测速原理,阐述了卫星导航信号模拟源产生信号的基本方法,说明通过调节模拟源中各延迟环节的时延量,即可模拟产生相对于载频的频偏,以此作为接收机动态的理论真值并与实际测量值相比较,可获得包括速度在内的动态测量精度。在理论分析的基础上介绍了基于模拟源的接收机测速精度测量的实现方法。     

基于DDS技术的雷达中频回波信号模拟器

介绍基于直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis,DDS)技术的雷达中频回波信号模拟器的设计与实现方案,该模拟器可以模拟生成脉冲雷达接收机内下变频后的中频回波信号,并能灵活地对回波的目标特性进行控制,具有良好的可编程能力.     

宽带接收机高速率下变频技术研究与仿真

本文以宽带接收高速数字处理技术为基础,深入研究了接收机系统的原理和组成,对高速率下变频滤波技术做了研究和设计。针对下变频技术提出了一种可在FPGA等数字器件上运行的多相变频+多相滤波结构,实现射频信号直接采样处理,并通过MATLAB仿真验证可行性。     

GPS软件接收机中频信号源的设计与实现

基于软件无线电的GPS接收机软件化的实现,以其可编程、易修改、模块化、对算法适应性强、可扩展性优等特点,成为近些年卫星导航领域的研究热点。文章就GPS信号的构成、调制方式、信号特性以及信号源设计进行了详细的阐述,在Matlab/Simulink平台上实现各参数可控的、满足各种实际条件的GPS信号源的建模与仿真,为GPS软件接收机算法研究等后续研究工作提供前提条件。     

基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机

设计了一种基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机. 该接收机主体采用SoCFPGA进行实现,其中HPS上的基于Xenomai的Linux实时操作系统负责系统初始化、任务调度、射频前端驱动、捕获和跟踪环路的控制、位同步和帧同步处理以及定位解算等,而数据采集、卫星信号捕获和跟踪等部分由FPGA实现. 经测试,该接收机中的实时操作系统的任务响应延迟小于15 μs,实时性能够满足北斗/GPS导航接收机对实时性的要求,且接收机的CEP测试结果达到2.290 4 m,能达到定位需求. 此外该接收机能够支持输出差分定位的原始数据及扩展组合导航.     

A novel satellite-equipped receiver for autonomous monitoring of GNSS navigation signal quality

Global navigation satellite system (GNSS) comes with potential unavoidable application risks such as the sudden distortion or failure of navigation signals because its satellites are generally operated until failure. In order to solve the problems associated with these risks, receiver autonomous integrity monitoring (RAIM) and ground-based signal quality monitoring stations are widely used. Although these technologies can protect the user from the risks, they are expensive and have limited region coverage. Autonomous monitoring of satellite signal quality is an effective method to eliminate these shortcomings of the RAIM and ground-based signal quality monitoring stations; thus, a new navigation signal quality monitoring receiver which can be equipped on the satellite platform of GNSS is proposed in this paper. Because this satellite-equipped receiver is tightly coupled with navigation payload, the system architecture and its preliminary design procedure are first introduced. In theory, code-tracking loop is able to provide accurate time delay estimation of received signals. However, because of the nonlinear characteristics of the navigation payload, the traditional code-tracking loop introduces errors. To eliminate these errors, the dummy massive parallel correlators (DMPC) technique is proposed. This technique can reconstruct the cross correlation function of a navigation signal with a high code phase resolution. Combining the DMPC and direct radio frequency (RF) sampling technology, the satellite-equipped receiver can calibrate the differential code bias (DCB) accurately. In the meantime, the abnormities and failures of navigation signal can also be monitored. Finally, the accuracy of DCB calibration and the performance of fault monitoring have been verified by practical test data and numerical simulation data, respectively. The results show that the accuracy of DCB calibration is less than 0.1 ns and the novel satellite-equipped receiver can monitor the signal quality effectively.     

Jamming and spoofing interferences suppression technique for satellite navigation receiver

A satellite navigation receiver that can suppress jamming interference and spoofing interference simultaneously is designed in this paper.An anti-jamming improved constrained spacial adaptive processing algorithm in signal processing and an anti-spoofing M-estimator based extended Kalman filter algorithm in information processing are proposed respectively.Simulations of the integral designed anti-interferences satellite navigation receiver demonstrate that the designed anti-interferences receiver can suppress jamming signals efficiently (above 40 dB) and ensure the normal reception of satellite signals while satellite signals and jamming signals have the similar direction of arrival (almost 10°).The designed anti-interference receiver can effectively eliminate the influence of spoofing signals on the navigation solution accuracy and maintain high accuracy of position and velocity estimation,which improves the anti-jamming and anti-spoofing capability of the satellite navigation receiver.     

基于GPS信号的双基地SAR成像方法研究

对基于导航信号的合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）成像方法进行了研究,主要是在星载一机载双基地配置情况下,利用GPS（global positioning system）卫星信号作为照射源,机载接收机接收点目标回波,通过距离向和方位向的压缩处理进行点目标成像。不同于线性调频信号,导航信号是扩频信号。研究了该信号的距离压缩方法,并给出一种方位压缩的实用方法,较好地达到方位压缩效果：利用Matlab工具进行了多点目标回波和成像算法的仿真。仿真结果表明：利用导航信号可以构成双基地SAR成像系统。     

基于多相滤波的宽带数字化接收机技术

提出了一种多相滤波的宽带数字化接收机的设计技术;讨论了多相滤波的基本原理、设计及FPGA实现,给出了多相滤波的中频数字化接收机的实现方案。计算机仿真结果和现场可编程门阵列仿真结果表明,多相滤波的中频数字化接收机设计方法是可行的,并还可灵活地实现现有专用芯片很难实现的宽带接收技术。     

时间同步技术的研究

本文提出了一种汽车时间同步系统。包括:卫星导航接收器、恒温晶振、控制器、信号选择模块、信号处理单元、组合仪表显示屏、导航设备显示屏、车载时钟显示屏以及信号校准模块。该系统通过对信号选择、误差的修正等措施。可以有效的解决汽车的导航设备、组合仪表和车载时钟上显示的时间不一致问题。     

对GPS/INS超紧耦合导航对抗的干扰源配置分析

GPS/INS组合技术广泛应用于精确制导武器导航中,随着GPS/INS组合导航超紧耦合方式的逐渐成熟,整个导航系统的抗干扰能力显著提升。为了对采用GPS/INS超紧耦合精确制导武器有效实施导航对抗,以GPS接收机不同环节的性能下降指标将干扰形成的威力区用受扰区、半失效区和失效区来进行划分,结合接收机工作过程和GPS/INS超紧耦合对接收机跟踪环结构设计的影响,推导分析了在匹配谱干扰下P(Y)码和M码信号捕获、跟踪和解调性能指标降至划分临界值时接收机射频前端所需的干扰功率。考虑干扰来向与接收天线增益的关系,仿真得到干扰源在不同高度下各威力区发射功率随有效距离的变化关系。在此基础上,对GPS/INS超紧耦合精确制导武器的导航对抗连续压制作用距离进行仿真分析,进而完成对干扰源数量和部署位置的建模求解。分析和解算结果可为载荷和高度受限的升空干扰源在GPS/INS超紧耦合精确制导武器导航对抗中的实际运用提供借鉴和参考。     

一种大步进伪码快速捕获方法的研究

在无线电导航系统中,低信噪比的情况下长伪码序列的快速捕获和重捕成为系统必须解决的一个重要问题.针对该问题,提出了一种大步进伪码快速捕获方法,并给出了大步进伪码快速捕获的原理和实现方法,详细分析了该方法的检测概率、虚警概率和平均捕获时间.该方法易于采用大规模集成芯片和数字信号处理算法实现且已经应用到实际接收机系统中,仿真结果和实践证明该方法具有较快的捕获速度,捕获灵敏度高,能够在低信噪比下稳定工作.     

多模导航系统的接收天线的设计

在多模导航系统接收机中可以用一个宽带天线来覆盖所有频段,实现导航信号的共同接收。平面螺旋天线具有很宽的工作频带,在现代通信领域应用越来越广。由于在宽频带内实现匹配较难,天线效率不高,尤其低仰角增益不高,限制了其在导航系统中的应用。文中设计的平面阿基米德螺旋天线采用了自互补结构,加入了反射腔和吸收电阻,有效地改善了辐射及宽带匹配特性,并在低仰角也达到了增益要求。因此它可以作为多模导航系统的接收天线。