北斗/GPS兼容接收机双频RAIM算法研究

接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)算法因具备独立自主、快速告警等优点被广泛应用于航空领域。由于传统RAIM算法仅在故障星出现粗大伪距偏差时才具备较高的检测与识别率,因此难以满足高精密航空飞行安全需求。为了提升完好性水平,从改善卫星空间构型与提升测距精度出发,提出一种组合星座双频RAIM算法。该算法建立了北斗/GPS双频伪距观测模型,在考虑同颗卫星双频信号伪距观测噪声相关性与伪距偏差在不同频点间扩散现象的条件下,继承奇偶矢量方法实现了故障检测与识别,提高了算法对于小伪距偏差的敏感度,图形与数据化仿真结果证明了该算法的有效性与可行性。     

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。     

改进包络模型的GNSS完好性监测阈值设计

多路径是影响卫星导航完好性监测阈值设计的重要因素,针对传统高斯包络阈值设计易受多路径影响存在标准差膨胀过大、系统可用性降低问题,提出一种改进包络模型的阈值设计方法.通过对多路径误差产生原因及分布特点进行分析,建立了伪距误差非正态分布情况下的改进包络模型.试验结果证明,该模型可有效估计出伪距测量误差的标准差,能够辅助设计出更加准确的完好性监测阈值,提高了系统完好性监测水平.     

基于惯导辅助的GPS完好性监测技术

针对惯导辅助GPS完好性监测,对残差χ2检验法和以大数定律为基础的残差检验法进行了深入的理论分析和比较,并且在斜坡故障方面,引入检测时间和检测函数对判决门限的偏离度作为评估检测性能的两个指标。通过对阶跃故障检测和斜坡故障检测的仿真研究,验证了两种方法的有效性,并且仿真结果表明后者比前者具有一定的优越性。     

基于速率检测的GNSS/INS快速完好性监测方法

卫星导航系统存在许多类型的故障模型,其中最难检测的是慢变斜坡故障(SGE)。针对卫星导航/捷联惯导(GNSS/SINS)组合导航系统中存在的慢变斜坡故障,本文给出了一种新的算法——速率检测算法。该算法是基于对传统检测量增长速率的检测,通过在自主完好性外推法(AIME)的基础上增加一个卡尔曼滤波器,检测滤波器观测量速率变化来实现故障检测。仿真实验表明,本文的速率检测算法比AIME算法具有更好的检测效果,幅值越小的斜坡故障节省的时间越多。     

抗差估计及Allan方差在车载组合导航系统中的应用研究

针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS 数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS 卫星信号短时间丢失时,利用Allan 方差分析方法确定惯性传感器误差并进行补偿,使纯INS 能够在一定精度内独立工作相对长的一段时间。车载试验结果表明:该方法能够保证组合导航系统的可靠性,且在GPS 信号短时间丢失情况下提高了纯惯导系统的导航性能。     

GPS系统仿真和软件GPS接收机的研究

文中介绍了由MATLAB实现的GPS系统仿真和软件GPS接收机的研究.GPS系统仿真包括对GPS卫星轨道、GPS测距码(CA码)及其扩频传输、电离层和对流层导致的噪声、GPS信号的捕获和跟踪过程等各个关键环节的仿真;软件GPS接收机由现有实验室器件构成,能根据存贮的数字化GPS信号进行非实时定位.     

实时软件接收机伪码快速捕获技术

为开发实时GPS软件接收机,文中首先分析了目前伪码并行捕获方法中系统复杂度和捕获速度之间的矛盾,设计了基于FFT的循环相关并行捕获算法.针对弱信号环境下低信噪比的情况,研究了适合该算法的解决方案,并提出改进的捕获算法,理论分析与实验结果证实了该方法在弱信号环境下具有较好的捕获性能,并能大幅度减少捕获时间.     

基于软件无线电的探空仪接收机研究

提出一种利用软件无线电技术设计探空仪接收机的原理和实现方法.研究了以DSP模块为核心的中频处理部分,提出了探空信号的解调方案,完成了数字下变频部分FIR低通数字滤波器设计和基带信号解调的Matlab仿真.该软件无线电接收机与现有的探空仪接收机相比,在灵活性、实用性和可扩展性方面均有较大改善.     

自主Robot 系统软件

针对自主Robot软件设计的复杂性,提出模块化设计思路。介绍系统体系结构设计,设计感知系统、规划与决策系统的具体方案。结果表明,该设计能降低系统软件实现的复杂度、提高代码的复用率、节省系统开销。     

外弹道测量完整性自检测和故障分离技术

为外弹道测量提供了一种新的完整性自检测和故障分离方法,并对完整性检测算法的可用性进行了分析,给出了算法实现的详细步骤.仿真结果表明,该算法在故障检测和隔离中具有较高准确性和可靠性.     

GATE软件系统框架设计

通过对GATE硬件特征和测试需求的详细分析,提出了一个针对GATE软件设计的框架模式,对框架设计的组成及其关键部件的实现进行了论述。该模式特别关注软件设计中的人机接口、流程管理、资源管理、结果处理以及设备管理等重点内容。该GATE软件设计模式对提高GATE软件系统的可扩展性、一致性、资源配置灵活性等有一定的借鉴意义。     

面向对象技术的实时监控系统绘图软件包的设计

运用面向对象技术,探讨了实时监控系统中运用绘图软件包实现在线显示画面的绘图软件包的设计方法.该方法的基础是图元设计,以及图元编辑、辅助功能、动画、数据库支持、文件操作和打印等技术.采用面向对象技术,在Windos环境下,利用Visual++ 及其MFC类库的支持功能,通过序列化方法读取,完成了可用于实时监控系统的绘图软件包的设计.     

GPS软件接收机全数字载波跟踪方案设计与实现

结合同相-正交环跟踪算法对数据调制的不敏感性以及全数字载波跟踪环设计灵活的特点,提出一种基于同相-正交环跟踪算法的全数字GPS载波跟踪方案.重点对其关键模块在FPGA平台上的设计与实现方法进行了研究.经过仿真验证,该设计方案在-30dB信噪比环境下能够准确地解调导航电文并实现对多普勒频移的精确跟踪,有效地改善了GPS载...     

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。     

战场气象环境远程监控软件设计

战场气象环境直接影响作战指挥决策和武器装备的作战效能.为实现作战指挥中心对战场气象环境的实时监控和有效预测,利用虚拟仪器技术基于Labwindows/CVI平台,采用多线程和模块化技术设计了一套战场气象环境远程监控软件,可实时监测战场多个测点的气象信息,并对重要气象参数的趋势进行预测和历史查询,对终端设备状态进行远程控制和监视.结果表明,该软件是实现战场气象环境远程监控的自动化、信息化、智能化的现代战场数据感知平台.