一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法

地基伪卫星系统为克服远近效应影响，通常采用跳时(Time Hopping/Direct Sequence-Code Division Multiple Access, TH/DS-CDMA)信号进行伪距测量与定位，导致接收终端必须增加系统跳时序列相位估计的设计，降低捕获效能的同时也引入了接收终端的捕获复杂度。针对以上问题，提出了一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法，利用跳时信号的时域正交特性与时隙分配特点，将多基站单脉冲信号捕获结果映射为使能时隙序列，通过循环截断相关完成跳时参数估计，有效缩短了跳时参数估计时间。仿真结果表明，该方法能够正确完成捕获阶段的参数估计，4个伪卫星的联合捕获耗时相较传统方法减少63.32%,为伪卫星跳时信号的快速捕获提供了有效方法。     

GPS/BD伪卫星脉冲信号捕获特性分析

脉冲图案设计是当前解决伪卫星远近效应的有效方式。针对当前伪卫星信号捕获不易的问题,在GPS/BD双系统伪卫星平台的基础上,对伪卫星脉冲信号的捕获性能从脉冲信号伪卫星间和伪卫星对接收机的影响进行仿真分析。仿真结果表明,伪卫星信号占空比和是影响卫星信号接收的主要原因,伪卫星间的干扰主要与跟踪环路被激励和部分自相关偏差有关。     

伪卫星远近效应分析与研究

伪卫星技术在改善和增强卫星导航系统定位性能等方面起到极其重要的作用。在应用中,常常会遇到时间同步、远近效应和几何精度衰减因子等问题。介绍了伪卫星应用中远近效应问题和常用的解决方案,重点分析了采用时分多址技术来进行伪卫星信号设计的问题。通过研究证明,采用时分多路复用更适合远近效应问题的解决。对伽利略伪卫星的脉冲调制进行了研究,得出了适合伽利略信号的脉冲调制占空比参数。     

基于蜂窝构型的空基伪卫星定位网络

伪卫星是基于非星基平台提供附加导航信号的设备,可与现有导航卫星共同工作或独立工作,能有效地改善导航性能。当伪卫星独立工作时,其空间分布对导航定位性能和应用有很大影响。针对基于中高空飞行器平台伪卫星网络的定位特点,提出一种高/低空混合蜂窝构型,并对可见性、远近效应和精度因子(DOP)分布进行了仿真。仿真结果表明,蜂窝构型具有覆盖范围大、拓展方便和DOP好的优点,能够提高覆盖地域的定位性能。     

一种基于伪卫星信号正交性的远近效应消除技术

该文针对导航领域伪卫星应用中的远近效应问题,提出了一种根据伪卫星信号正交性消除远近效应的新思想。在对伪卫星信号之间的正交性进行理论分析的基础上,提出了正交投影算法,该算法从接收信号中提取并减去在强信号分量上的投影,以减轻强信号对弱信号的捕获干扰,且具有无需改动接收机的硬件结构和估计信号分量幅度等优点。通过仿真与传统的滑动相关方法进行了捕获性能比较,结果表明,在捕获概率为90%的条件下,正交投影算法能将抗远近效应的能力提高约9 dB。     

地基伪卫星信号发射分集技术研究

伪卫星可提高卫星导航系统在遮蔽环境中的信号覆盖性。地基伪卫星信号仰角低,将导致更为严重的多径影响,不仅会造成较大的伪距测量值误差,而且由多径产生的功率相消会导致信噪比不足,导致接收机的失锁,造成伪卫星信号不可用。针对多径导致的地基伪卫星信号不可用影响,研究信号发射分集技术在地基伪卫星中的应用,对几种典型的发射分集方式进行理论分析和性能仿真。仿真结果表明,通过信号发射分集实现多导航信号相互补充,提高了覆盖区域内地基伪卫星信号的可用性。     

矢量跟踪算法在抗远近效应中的应用

针对室内伪卫星独立定位系统中由于远近效应而导致跟踪环路失锁甚至定位失败的问题,提出了一种有效抑制远近效应的算法矢量跟踪环路（VTL）算法。通过分析 VTL 环路结构,建立了线性化的系统模型,并推导了详细的工作流程。VTL 以定位误差为状态量,以伪距、伪距率误差为观测量,结合更新后的定位结果,得到稳定的环路跟踪输入。仿真对比分析了标量跟踪环路（STL）和矢量跟踪环路对中断信号的持续跟踪性能。搭建了室内伪卫星独立定位系统,将采集到的中频信号在 VTL 软件接收机中进行定位解算,实验结果证明VTL 相对于STL 可以有效地抑制远近效应。     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明:新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

高动态地基伪卫星接收机载波跟踪技术

针对地基伪卫星系统接收信号接收载噪比和频率激励特点,分析了三阶锁相环的载波跟踪能力,在高动态条件和接收机接近离去伪卫星等过程中,有限的载噪比和接收信号的高阶频率激励将导致三阶锁相环失锁。为提高伪卫星系统接收机在高动态条件下的载波跟踪能力,提出一种惯导/伪卫星接收机深耦合载波跟踪方法,基于惯导输出的高频定位、速度信息和伪卫星位置信息估计接收信号的频率偏移并进行补偿。仿真实验表明,接收机在不高于10 g加速度直线运动下接收邻近伪卫星信号,深耦合算法具有相对更为稳定和精确的载波跟踪能力。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。