卫星导航定位系统星地时间同步方法

星地时间同步是卫星导航定位系统的重要组成部分,其精度和可靠性对导航系统的定位精度和性能有重大影响。该文简要介绍了星地时间同步的基本原理,阐述了卫星导航定位系统星地时间同步常用的单向时间同步、双向时间同步和激光时间同步方法,并对这三种方法的优缺点进行了分析比较,对建立新型卫星无源导航定位系统应采用的星地时间同步方法提出了自己的观点。     

卫星扩频测控体制研究

介绍了USB微波统一测控系统、连续波测量系统、GPS原理。对中低轨卫星扩频测控采用的测控体制作了相应的论述与设计。提出中低轨卫星测控采用星地上下行信号相干(包括载波相干、伪码相干)方式,使星上应答机发射的下行频率与地面站发射的上行频率同步,消除星地钟差,完成卫星的测速、测距以及遥测遥控任务,并阐述了星地扩频测控设备的组成和工作原理。     

时间同步方法研究与比较

星地时间同步和星间时间同步在卫星导航、国际通用时标的产生与维持等科研领域有着广泛的应用。本文研究了微波双向时间同步、卫星共视法和雷达辅助法等三种时间同步方法, 针对每种方法给出时间同步系统模型、同步原理,并提出了同步时序,推导出钟差解算的数学表达式。通过对各种方法主要误差源的比较分析,得出一些有意义的结论。     

基于定点数据的星地量子通信数据仿真

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响.星地间距离的变化导致信号时间间隔改变,进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码.利用定点量子通信数据仿真星地量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能.通过分析时间同步方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动.用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进行了验证,结果表明模型匹配程度较好.     

紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

为了提高紫外临边成像光谱仪的系统在轨时间同步精度,提出了采用参考时钟源计算时钟漂移率的方法。对光谱仪的时间系统工作原理进行了分析,利用光谱仪系统中的1553 B 接口芯片的时标单元作为参考时钟源,获得连续的样本数据,确定了线性拟合计算时钟漂移率,实现对时钟漂移进行动态补偿和光谱仪时间系统优化。给出了基于GPS 时钟源的实时检测方法,采用高速FPGA 芯片设计了时间同步系统;应用仿真测试设备,记录光谱仪时间同步误差的动态变化,实现了动态测量优化后的光谱仪时间同步误差的目的。实验结果表明:优化后的系统实际测量开始时间误差13 ms,不同测量持续时间下的测量结束误差466.8 ms,不同积分时间下的测量结束误差362.5 ms,满足光谱仪数据反演精度时间系统误差512 ms 的要求。     

时延伪GPS卫星干扰的定位控制原理分析

对全球定位系统GPS的干扰在电子对抗领域具有十分重要的地位。文章从GPS定位原理出发，从理论上说明了GPS定位系统与四星时差无源定位系统的一致性，通过时差定位方程论述了时延伪GPS卫星干扰的定位控制原理，分析了伪卫星数目所带来的定位误差的变化，并通过仿真验证了该原理的正确性与有效性，这对于该干扰样式的工程实现具有一定的指导意义。     

卫星导航星地对接模型系统的设计与实现

随着GPS、GLONASS、GALILEO等导航系统的建设,各种导航定位系统的卫星功能越来越强大,其性能也越来越受到重视和关心。在卫星发射之前,如何进行卫星的测试与试验,是必须面临的问题。建立一套星地对接模型系统,模拟仿真真实地面设备的导航信号环境,与卫星进行星地对接试验,对卫星进行功能检查和性能检验,是解决这一问题的有效途径。介绍了星地对接模型系统的工作原理设计和信号的模拟要求,详细阐述了星地对接模型系统各种特征的实现途径,并对模拟信号进行了系统实现。     

近地卫星天基测控现状研究

针对现有中继卫星系统主要为特定用户服务、难以满足蓬勃发展的航天事业带来的海量天基测控需求难题,研究了利用现有地球同步通信卫星系统和近地轨道通信卫星星座对近地卫星测控的可行性和实用性,分析了它们的优缺点,并给出了中继测控应用实例。理论分析、实际用例和完成的仿真计算表明,上述3种类型的卫星系统设计都可以为近地卫星提供中继测控服务,但由于各系统设计的初衷和服务对象不同,在具体的应用效果上各有优缺点,这些优缺点为不同需求的卫星中继测控服务提供了多样性选择,用户可以据此根据其卫星平台测控管理要求、有效载荷的应用需求和性价比等因素,选择最佳的天基中继测控方式,实现高覆盖和低成本。     

一种高精度的星地时差测量方法

高精度星地时差测量作为将来卫星的基本功能之一，已在国内外开展了广泛的研究。星地链路存在着对流层、电离层的影响以及径向运动，给实现高精度星地时差测量增加了很大的难度。本文描述了一种高精度星地时差测量的方法，推导了时差测量的公式，并分析了该方法的误差。经分析，该方法可以满足星地时差测量10ns的精度要求，并具有很强的工程可实现性。     

星地时间异步条件下快速建链方法

针对星地时间异步而导致卫星与地面设备无法正常建链的问题,提出了一种星地时间异步条件下星地快速建链的方法,阐述并分析了1 pps秒脉冲同步下星地信号收发关系,设计了针对大钟差卫星信号的盲捕算法,给出了盲捕模式下的星地快速建链流程,并采用地面设备对星进行了无线试验验证,实现了星地钟差在1 s范围内的星地快速建链。     

多站扩频测距下的卫星定位GDOP分析

根据 GPS 多星测距定位原理,提出在地面使用多个测站对空间飞行器进行多站测距定位,在分析其定位原理的基础上,进行定位解算的数学推导,给出几何衰减因子 (Geometric Dilution Of Precision, GDOP)的理论公式,最后根据 GDOP 进行理论仿真,同时给出结论。结论认为,在三站测距定位时,GDOP 最佳值为 1.732;对于近地空间飞行器(高度在 1000km 以下),测站间地心角应在 30°~60°较好,且测站布局应接近于正三角形;若能增加测站,同时改善测站的几何布局(接近于正多边形时),可以获得更好的定位效果。     

GPS-Based Satellite Tracking System for Precise Positioning

NASA is developing a Global Positioning System (GPS) based measurement system to provide precise determination of Earth satellite orbits, geodetic baselines, ionospheric electron content, and clock offsets between worldwide tracking sites. The system will employ variations on the differential GPS observing technique and will use a network of nine fixed ground terminals. Satellite applications will require either a GPS flight receiver or an on-board GPS beacon. Operation of the system for all but satellite tracking will begin by 1988. The first major satellite application will be a demonstration of decimeter accuracy in determining the altitude of TOPEX in the early 1990's. By then the system is expected to yield long-baseline accuracies of a few centimeters and instantaneous time synchronization to 1 ns.     

GPS接收机伪码测距方法及误差分析

根据全球定位系统(GPS)的信号特点,介绍了GPS接收机利用L1频段C/A码进行伪码测 距的原理和方法,提出了一种简单、易行的位同步环设计 方法,并与传统设计方案进行了对比。最后,对影响伪距测量值的因素进行了讨论,给出了 误差计算的方法,分析了对测距精度的影响。     

Split-sum correlator simplifies range computations in GPS receiver

A novel correlator architecture for handling the satellite-to-receiver time skew in a Global Positioning System (GPS) receiver is presented. The correlator's signal integration and numerically-controlled oscillator updates are referenced to receiver time epochs rather than satellite epochs as in traditional architectures. To avoid straddling navigation data bits, the correlation is split into two parts. The technique was successfully implemented and integrated into a field programmable gate array-based multichannel software GPS receiver     

影响卫星导航定位系统精度的关键技术

对影响导航定位系统定位精度的各种因素进行了分析。研究了影响导航定位精度的关键技术问题,如时间基准、时间同步和卫星定轨等。叙述了GPS系统的时间基准精度的国内外技术水平,以及时间同步的各种常用方法,如单向时间传递、共视时间传递和双向时间传递等。描述了影响卫星定轨的各种因素,特别是地球重力、月球引力、宇宙引力、大气阻力和阳光光压等对卫星轨道的作用。指明了卫星导航系统的主要误差源或影响定位精度的主要因素。     

Impacts of GPS Synchronization Loss on TD-SCDMA Network Performance

In Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA) systems,the Global Positioning System (GPS) signal is often blocked or experiences interference. As a result,the GPS satellite cannot be found and synchronization cannot occur. Long out-of-sync periods can lead to timing differences between base stations,and if these differences are too large,they can affect the ability of Mobile Stations (MS) to search neighboring cells. This can also affect cell switchover,and cause Downlink Pilot Time ...     

GPS III首星空间信号质量监测评估

GPS （Global Positioning System）在新一代卫星载荷中采用了大量新技术,首颗卫星成功发射后,官方尚未系统公布各导航信号的调制方式、复用方法等关键信息,因而其在轨测试阶段的空间信号质量评估具有重要的意义.该文选择地面接收功率、功率分配、相位关系、调制特性和测距性能等评估参数,深入分析了GPS III卫星L1频点空间信号质量,剖析了该卫星上多种新技术的信号特征.论文成果对其它GNSS（Global Navigation Satellite System）卫星载荷设计及信号体制设计等方面具有重要的参考意义.     

Analysis of Time Synchronization in PTN

For Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA) and Time Division Long Term Evolution (TD-LTE) wireless systems, using Global Positioning System (GPS) for time synchronization is problematic. In these wireless systems, GPS is costly,insecure, and difficult to deploy. Nowadays, transportation of high precision time/phase synchronization signals via fiber, and based on Precision Time Protocol (PTP) has become mainstream technology. This paper analyzes the main factors affecting time synchronization in a Packet Transport Network (PTN) adopting IEEE 1588v2. Laboratory experiments and field tests prove the feasibility of transporting high precision time synchronization signals through a PTN adopting IEEE 1588v2. A comparison is also made between different networking modes for a PTN adopting IEEE 1588v2.     

GPS多普勒差分测速算法

全球卫星定位系统(GPS)多普勒单点测速技术是单GPS天线测姿技术的核心,但其测速精度易受卫星速度误差、卫星钟漂、电离层延迟、对流层延迟以及飞行器位置误差等因素的影响。针对上述问题,提出结合GPS地面基准站卫导观测数据,对机载GPS多普勒观测量进行双差处理,从而得到GPS多普勒双差方程。求解该双差方程,能够有效缓解上述不利因素的影响,得到精度更好的飞行器实时速度。半实物仿真计算结果与跑车实验计算结果都表明多普勒差分测速精度大幅优于多普勒单点测速精度。     

Adaptive fuzzy-network-based C-measure map-matching algorithm forcar navigation system

Most car navigation systems estimate the car position from dead reckoning and the Global Positioning System (GPS). However, because of the unknown GPS noise, the estimated position has an undesirable error. To solve this problem, a map-matching method is introduced, which uses a digital road map to correct the position error. In this paper, a novel adaptive-fuzzy-network-based C-measure algorithm is proposed, which can find the exact road on which a car moves. The C-measure algorithm is easy to calculate, and calculation time does not increase exponentially with the increase of junctions. For the experiments, a car navigation system is implemented with a small number of sensors. The real road experiments demonstrate the effectiveness and applicability of the proposed algorithm and the developed car navigation system