卫星组网系统下的多普勒频移估计与补偿

针对目前卫星移动通信系统中卫星组网能力欠缺等问题,在非地面网络基础上提出了一种基于虚拟卫星小区组网的多普勒频移估计和补偿算法.通过引入集中管理单元,移动终端能快速选择多普勒频移最小的卫星,同时根据传输时延和卫星星历对多普勒频移值进行估计、补偿、更新和再补偿.仿真结果表明,与传统算法相比,该算法有效降低了多普勒频移,提高了卫星通信链路的质量和接入成功率.     

MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计

在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

高动态GPS信号模糊函数估计器及其CRB研究

提出了一种新的适用于高动态环境GPS信号捕获跟踪的参数估计方法——模糊函数方法。在假定高信噪比的条件下，推导了模糊函数估计器的估计方差以及Cramer-Rao界（Cramer-rao bounds，CRB）；通过模拟仿真，得出了采用模糊函数算法对高动态环境GPS信号的时延和多普勒频移进行联合估计是渐近无偏和渐近有效的结论。     

基于FPGA+DSP实现高动态GPS信号模拟器

为了测试全球定位系统(GPS)接收机在多种运动模式且高保真的环境中的性能,利用已有的星历和用户设定的参数,计算模拟载波和码多普勒频率和卫星信号延迟,进而在FPGA+DSP架构的硬件平台上,模拟GPS接收机接收到的GPS卫星信号.通过GPS接收机测试模拟器信号的定位结果与模拟器预先设定的轨迹相比较,其结果表明:高动态GPS信号模拟器能准确模拟多种运动模式下GPS卫星信号.     

低轨道卫星随机接入系统中多用户检测算法

针对快速时变信道导致低轨道卫星随机接入中多用户检测性能恶化的问题,提出了克服大多普勒频移的多用户检测算法．算法采用基扩展模型建模各用户的信道,通过最大似然法联合求解各用户的基系数,接着利用基系数拟合出各用户信道,然后重构所有干扰用户分组并进行干扰消除,最后对干扰消除后的剩余信号进行译码．利用译码比特及各用户训练块和已检测用户数据重复进行信道估计及干扰消除,以提高用户分组的检测概率．仿真结果表明,该算法相对已有算法在误包率、信道估计均方误差及吞吐量性能方面均有明显提升．算法能够有效的工作于具有较高信噪比及大多普勒频移的低轨道卫星多用户场景．     

基于三阶DDS的高动态卫星信号多普勒模拟方法

针对传统DDS仍有较大误差和杂散的问题,运用三阶DDS模拟高动态卫星信号模拟器中的信号多普勒频移的方法,建立三阶DDS模型,推导了输出相位表达式,分析了各阶累加控制字与卫星信号多普勒之间的对应关系,给出了参数设计准则。仿真结果表明,在高动态环境下,该方法可实现对信号多普勒的高精度模拟。     

频谱修正与还原方法在轨道移频信号检测中的应用

在轨道移频信号的参数检测中,为了达到较高的检测精度,满足良好的实时性要求,提出了以快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）算法为基础的频谱修正与还原的方法.在低分辨率频谱中,通过谱线位置插值和谱线幅度合成,将泄漏状态下的频谱还原为接近无泄漏状态,实现移频参数的准确、快速获取.与传统的频谱细化算法相比,该方法具有兼顾检测精度与实时性的优点.利用Matlab对该检测方法进行仿真分析,证明该方法有效、可行,为轨道移频信号检测仪的设计提供了依据.     

正交频分复用水声通信系统多普勒频移快速估计

对于高速实时正交频分复用水声通信系统,传统的多普勒频移估计方法通常具有较高的算法复杂度。因此本文提出了一种对于多普勒频移估计的快速算法。首先采用对接收信号进行过采样和线性插值的方法进行采样率的转换,再结合多普勒展缩因子候选值的方法进行多普勒频移的估计。仿真结果表明:本文算法在保证系统性能的同时,可以大幅度地减小接收机的计算量,适用于高速实时水声通信系统。     

基于变频率动态采样的导航信号高精度多普勒频移中频模拟方法

研究了中频模拟器中时变系统采样间隔的高动态多普勒频移模拟方法. 基于卫星运动模型研究了信号高动态频移特性,提出基于变频率动态采样的伪码和载波多普勒频率偏移模拟方法;给出高精度码多普勒频移模拟设计方案,通过省略传统方法中必需的码数控振荡器模块来降低系统实现的硬件复杂度;通过对伪码频率模拟误差精度的分析,推导了算法主要参数取值的闭式解. 仿真结果表明,在接收信号频率具有有限二阶变化率的高动态环境下,该方法可有效提升多普勒频移模拟精度,并给出具有高稳定度的结果.     

基于小波变换的轨道信号参数检测

根据国产移频轨道信号的特点,提出利用小波分析中多分辨率理论的检测方法来检测轨道信号瞬时值,基于Matlab软件平台对轨道信号的基带调制频率进行检测并对其误差进行测量.仿真结果表明,该方法能有效地降低移频轨道信号参数的测量误差,并具有很好的稳定性.     

移动卫星网络中卫星切换调度研究

针对卫星切换调度问题,提出了一种最大服务时长切换调度算法. 该算法利用了现有的GPS基础设施和卫星网络中卫星的多样性(即在任意时刻多颗卫星覆盖相同的区域),减少了用户在通信过程中的切换次数,从而最终降低了用户的掉话率,实现了用户在低轨(LEO)卫星网络中实时高效的切换. 在Iridium卫星网络中的仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于Google earth和BIM的线路设计和外业调查新方法

成塔系列软件是基于Google earth COM API接口和BIM,结合卫星、手机、GPS而开发的地理信息系统软件,旨在扩展Google earth的应用,实现Google earth上直接进行线路设计、高程提取,SRTM DEM下载,CAD等高线绘制,地球影像截图,地形断面生成, AutoCAD、KML(KMZ)、GPS和Excel文件导入导出地球,坐标纠正,地图叠加等功能,提高工作效率。     

数字卫星地球站的系统设计和传输链路计算

卫星传输是广播电视节目主要传输手段之一．卫星地球站由模拟传输转为数字传输，其优势更加明显．以国家广播电影电视总局批准建设项目——浙江省广播电视数字卫星地球站为背景，运用视音频编码技术、数字传输技术和卫星通信技术，对数字卫星站系统功能和系统要求作了详细的阐述，对数字电视编码调制、卫星上行射频和音频切换监视等分系统的设计和构成作了具体介绍，并根据卫星上下行链路计算对卫星租用带宽、上行功率、天线接收系统品质因素等技术参数进行了分析和评价．该项目于2004年获国家广电总局科技创新三等奖，说明设计思路和链路计算方法是合理的.     

卫星试验用小型地球模拟器研究

针对卫星同步轨道高度,研制了卫星试验用小型地球模拟器,解决了红外地球敏感器地面模拟试验测试和精度标定问题.介绍了准直式红外地球模拟器总体方案.采用红外光学系统设计与计算技术,设计了锗准直透镜,通过理论分析和光学计算,得出地球光阑、热地球位置和大小与地球张角、锗准直透镜光学参数之间的关系,分析了地球张角偏差和光束平行度偏差对地球模拟器张角的影响,为地球模拟器的研制提供了设计依据.     

卫星多波束天线对干扰源的抗干扰性能分析

卫星通信为达到覆盖区域和减少干扰采用了多波束或点波束天线技术，但来自覆盖区的某些干扰，特别是一些有意干扰会造成通信卫星无法正常工作.主要从电子对抗的角度讨论卫星多波束天线的抗干扰能力，首先由卫星的星下点位置和相应地球站的地理位置来确定地球站在卫星多波束天线 (MBA)覆盖图中所处的方位角和仰角，然后通过线性约束最小方差（LCMV）算法进行仿真.仿真结果表明，当期望信号源的位置确定之后，通过改变干扰源的位置或增加干扰源的数目，确实能达到有效地破坏卫星多波束天线的零陷效果的目的，使其无法正常工作.证明了干扰源的位置及数目对卫星多波束天线的性能有很大的影响.     

星间链路信道模型研究

低轨道卫星是卫星通信的发展趋势,但单星覆盖范围小决定了星间链路技术是将来发展的重点。由于星间链路信道不可避免的会产生衰减、时延、多普勒频移以及噪声等,一定程度上影响着通信质量。因此,在总结无线电波空间传输特性,分析星间链路信道统计特性的基础上,得出其统计模型,具有重要意义,并为进一步的计算机仿真提供依据。     

GNSS接收机最优中频积累时间研究

分段相关-视频积累是一种典型的雷达信号检测方法,同时也可用于全球定位系统(GPS)或伽利略系统的卫星信号检测。该文重点分析了载波多普勒条件下分段相关-视频积累检测方法的性能,推导了平均处理损耗公式。在给定最大多普勒频偏和载噪比的情况下,采用平均处理损耗最小准则,分析了全球卫星导航(GNSS)接收机最优中频积累时间的计算方法和变化规律。在载噪比45 dB-Hz和最大多普勒频偏2000 Hz的条件下,该算法比经典算法减小了13.5%的平均处理损耗。     

星载SAR姿态误差及偏航调整对多普勒特性的影响

分析了卫星姿态、天线斜视角、地球旋转、目标高度等因素对星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）多普勒特性的影响,旨在研究测绘带上多普勒中心频率、多普勒调频斜率、零多普勒偏移、目标位置等星载ＳＡＲ处理参数．在各种因素的影响下回波信号多普勒频率可能会变得很高,给方位聚焦处理带来很大的困难．通过Ｃ－ＳＡＲ系统参数仿真计算了这些因素对多普勒特性的影响,证明了理论分析的正确性．     

一种基于GPS C/A码引导的P码捕获方法

针对GPS系统P码(Precision Code)信号多普勒频移大、码周期长和速率高的特点带来的捕获慢且资源消耗较多的问题,提出了一种新的基于GPS C/A(Coarse/Acquisition Code)码引导P码捕获的方法。系统首先完成C/A码捕获,然后向新型P码发生器置入引导信号zv_set,在接下来的第1个1.5s码周跳变沿对V1和V2置入计数初值;在码同步信号的驱动下,V1和V2进行循环计数,等到V2=0时,P码码值正确,返回引导完成标志。通过仿真分析,该方法资源占用率减少了50%。结果表明该方法可有效避免繁琐的运算,适用于星载GPS双频导航接收机设计。