GPS软件接收机相关技术研究

随着卫星导航接收机的发展,软件定义的接收机因其设计的灵活性成为下一代导航接收机的发展趋势。研究了基于GPS软件接收机结构方案;采用基于FFT的并行码相位搜索算法处理卫星信号的捕获问题;分析基本锁相环的原理,并设计可用于软件接收机的码跟踪环和载波跟踪环;根据GPS完好性的要求,设计GPS自主监测算法。实验表明,所设计的软件接收机能较好地对卫星信号进行捕获,可准确跟踪含有多普勒频移的载波,并能正确解调出导航数据,同时可对接收机的完好性进行监测。     

基于码跟踪的GPS/Galileo兼容性分析研究

传统全球卫星导航系统(GNSS)兼容性方法是基于接收机即时通道推导的,不能反映干扰对码跟踪的影响。考虑干扰信号对超前通道与滞后通道的影响,引入码跟踪谱敏感系数(CT_SSC),提出了一种基于码跟踪的GNSS兼容性分析方法。仿真分析了多种系统信号设置下的信号间CT_SSC特性,与传统兼容性分析方法的结果进行了比较。最后,在对星地链路预算精确建模的基础上,采用码跟踪的兼容性方法仿真分析了GPS与Galileo卫星导航系统间的兼容性,得出以GPSC/A码作为期望信号时,全球范围内GPS系统内干扰最大值为1.26dB,Galileo系统对GPS系统干扰最大值为0.63dB,而采用传统方法将会低估这种干扰的影响。     

一种GPS软件接收机的同步算法研究与仿真

空间卫星的高速运动、钟差、GPS接收机应用平台的高动态性是影响信号同步的主要因素。为了积极应对这些因素对系统同步带来的挑战,实现对导航电文准确、快速解调的目的。文中基于对圆周捕获算法、非相干全时间超前-滞后码跟踪环及Costas载波跟踪环工作机理深入研究的基础上,提出了一种GPS软件接收机的同步算法,并通过仿真验证了该算法的有效性、合理性,从而为今后我国发展多种类GPS接收机应用平台提供现实依据。     

导航战中GPS系统的抗干扰和干扰性能研究

主要论述全球定位系统(GPS)的信号特点、导航战概念及范围、GPS系统的现状和新码的发展、GPS中卫星系统和接收机的抗干扰措施。在此基础上,提出对GPS系统的干扰原理、干扰效果分析以及美、俄两国发展GPS干扰机的技术水平。     

SINS/GPS超紧致组合导航系统设计及分析

在GPS软件接收机和SINS辅助GPS跟踪技术的基础上,提出了一种SINS/GPS超紧致组合导航方案。该超紧致方案在GPS软件接收机的捕获环节中加入了基于相位估计的精细捕获算法,从而提高了频率捕获精度,省略了频率跟踪牵引过程;在信号跟踪环节中,利用SINS位置、速度信息与卫星参数,求取接收机与卫星之间的径向距离和径向距离率,为码环、载波环提供辅助,从而降低了载体动态变化对跟踪环的影响,提高了跟踪环的动态跟踪性能;同时,降低载波环噪声带宽,减小码环相关间隔,从而提高了载波环和码环的跟踪精度。     

基于FFT算法的GPS信号快速捕获方法研究

在分析基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法的基础上,通过传统的时域二维串行码捕获方法和基于FFT算法的GPS伪码的捕获新方法所需要的运算次数的比较,在理论上论证了新方法伪码捕获速度得到提高的正确性和可行性。采用System View软件仿真实验验证了基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法理论的正确性,得出新码捕获方法较传统的码捕获方法得到捕获速度提高的结论,为GPS接收机适应高动态环境做了理论探讨。     

飞机自动着陆引导的GPS导航系统

飞机自动着陆GPS导航系统采用差分法消除基准站和飞机接收机的GPS误差.基准站和飞机接收机从卫星接收GPS信号,测得各自GPS坐标并通过α-β滤波器滤除噪声误差,再将基准站坐标与精确坐标比较得到差分修正值.飞机坐标减去差分修正值即为较精确的飞机坐标.利用GPS的地心坐标将其转换为当地坐标,则可设计出任意着陆的空间三维基准路线,通过控制律使飞机跟踪基准路径自动着陆.数字仿真验证了系统鲁棒性.     

美国陆军对GPS的应用

美国的全球定位系统（GPS）是由空军牵头，向战术和战略组织分发位置、速度和定时数据的天基三军联合导航项目。整个系统由空间部分、地面控制部分和用户设备部分组成。用户设备包含手持使用及地面、机载和舰载应用的接收机。军用GPS接收机使用精确定位服务（PPS）信号，来获得商用设备无法获得的高精度和信号保护。     

组合式INS/GPS系统展望

一种新式飞机导航系统可望广泛用在军用飞机上,它把惯性技术和全球定位技术结合起来,以便发挥各自独特的优势。由于GPS接收机的尺寸显著减小及环形激光陀螺技术的发展,这种嵌入式GPS惯性系统(EGI)已成为可能,并可能使这种EGI系统的质量不到11.340kg,约为常规惯性系统与原有GPS接收机不组合在一起时总质量的1/4。除了尺寸小、质量轻和功耗低外,EGI系统能够为军用飞机提供加密的P码信号。     

对GPS接收机带限高斯噪声压制干扰的干扰带宽选择分析

针对带限高斯噪声干扰效率低下的问题,以GPS接收机码跟踪误差和星历误码率作为干扰效果评估准则,在分析GPS C/A码、P(Y)码和M码信号功率谱特点的基础上,通过对干扰带宽影响码跟踪和星历解调过程进行理论推导,定性的判断出最佳干扰带宽的存在。定量的仿真分析结果表明:对于C/A码信号,当干信比较小时,要充分考虑到误码率的影响,将造成码跟踪误差最大的干扰带宽减小一些,作为其最佳干扰带宽;而对于P(Y)码和M码信号,应选择造成码跟踪误差最大的干扰带宽,作为其最佳干扰带宽。     

GPS的电子对抗策略建模

针对GPS干扰和抗干扰技术,运用对策矩阵对GPS的电子对抗策略进行研究.其选取有代表性的干扰和抗干扰方法建立对抗策略矩阵,该矩阵各个元素均为干扰技术对抗干扰技术的获益.对矩阵进行求解并修正,如果得出最大最小值与最小最大值相等的话,从矩阵中得到的对策即为一个稳定的策略.     

GPS/I NS组合导航缺星情况下的卡尔曼滤波改进算法

针对 GPS/INS(Global Positioning System/Inertial Navigation System)紧组合导航系统在卫星信号缺失情况下导航精度降低,容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter ,CKF)应用中存在模型误差和计算误差的问题,提出了适用于该背景下的强跟踪均方根容积卡尔曼滤波(Square-Root CKF)算法。该算法通过人为地相对突出滤波过程中新数据的作用,提高了算法在模型不确定时的鲁棒性;均方根策略保证了协方差阵的正定性和对称性。仿真实验表明,改进的算法能够提高导航精度,在卫星信号缺失情况下其效能发挥地更好,提高了组合导航适应复杂环境的能力。     

GPS对抗技术研究

GPS干扰包括压制式和欺骗式。前者由干扰机发射某种干扰信号,以某种方式遮蔽敌方信号频谱,其对C／A码的干扰又分瞄准式、阻塞式和相关干扰。后者是发射与GPS信号具有相同参数的假信号,干扰GPS接收机,并使其产生错误的定位信息,包括产生式和转发式两种体制。GPS抗干扰技术主要有：时域滤波、频域滤波、空间滤波、零控制、轴向调零、空间波束转换、幅／相抵消、极化抗干扰等。     

地地导弹GPS/INS组合制导中GPS抗干扰技术研究

基于GPS地面干扰类型,简要介绍了GPS硬件抗干扰技术,重点研究了弹体遮挡、地球遮挡及惯导辅助对提高GPS弹载接收机抗地面干扰源干扰的作用.仿真分析结果表明:利用弹体及地球遮挡和惯导辅助可有效提高弹道导弹和巡航导弹中GPS接收机的抗干扰能力.     

一种双频双极化GPS天线

介绍了一种利用单个馈电点实现双频GPS（Global Position System）天线的小型化方案,与常规天线相比,结构紧凑,厚度小,易集成。利用电磁仿真软件HFSS进行3D建模仿真分析,给出了回波损耗曲线、轴比曲线和辐射方向图。天线在两个工作频点分别获得了30 M和20 M阻抗带宽,且均具有良好的方向性。     

GPS定位的坐标转换

大地坐标系之间的转换一直是导航领域十分关注的课题,在GPS的应用中有着必不可少的作用.随着GPS越来越广泛的使用,其精度要求也越来越高,大地坐标系之间的转换的重要性日趋明显,甚至许多项目的成败完全取决于坐标的转换和转换精度.本文主要介绍了地球椭球体的参数、坐标转换模型、变换公式和计算实例.     

GPS失锁情况下基于神经网络的组合导航算法研究

文中针对GPS/SINS组合导航系统中GPS信号失锁问题进行研究,采用基于神经网络的组合导航算法.在GPS信号失锁时间段内,用神经网络模拟GPS的信息,进行信息融合.文中给出了基于神经网络的组合导航系统模型,并进行了数学仿真研究,结果表明,引入了神经网络的组合导航系统,在GPS信号失锁时,能保证一定的导航精度.本文为组合导航系统中GPS信号失锁问题的解决提供了一种方法.     

一种有效的GPS多径抑制技术

多径误差是GPS定位主要误差源之一。目前采用自适应天线阵抑制多径信号多针对单信源且假定直达信号和多径信号方位已知。文中将相干环境下方位估计和多波束形成抗干扰相结合,在基于相干解耦最大似然方法(CDEML)对GPS各工作卫星直达信号和多径信号方位估计的基础上,对GPS各工作卫星采用多约束最小方差波束形成器(MCMVB)技术,使各方向图在直达信号方向获得大增益的同时有效抑制多径信号。仿真结果表明该方法的有效性。     

GPS在自行火炮中的应用

介绍了导航型GPS与惯导相结合被广泛应用于自行火炮中及军用车辆导航，测量型GPS使用两个独立天线配合计算机可获取车体纵轴与真北的角度完成车体定向，还可完成火炮身管指向测量，使用3个天线可完成车体姿态的测量，将移动站GPS天线装在飞行目标上可完成自行火炮综合试验中目标真值的测量；以及这几种测量的实现方法，列出了部分试验数据。