基于地面网络SIM卡的北斗三号区域短报文网络安全研究

由于地理环境及成本因素限制,已规模化建设的地面移动通信网络仍然存在未完全覆盖人类活动区域、受突发灾害影响导致服务中断的问题。北斗三号卫星导航系统所特有的区域短报文卫星通信服务可以与地面网络实现互补,同时还具备集成进手机这一技术优势。为了满足大众领域对于轻量、简便的应急通信服务需要,提出了基于移动用户SIM卡认证体系以“不换卡、不换号”提供短报文融合通信的服务模式。针对于北斗系统资源紧缺等限制,提出了一种地面移动网络用户通过北斗短报文接入时的安全应用方案,设计了通过移动网络的密钥预埋机制与结合北斗特性的鉴权加密机制两大关键技术流程。该方案在完成单次报文传输的同时实现了用户认证与安全传输,以极低的协议开销实现了北斗网络下的安全应用,为6G时代星地一体化融合通信网络的研究提供了参考。     

北斗三号新体制信号数据质量分析与接收机性能评估

本文主要对三种不同北斗三号接收机及其新体制信号从完整性、多路径效应、周跳比、信噪比等数据质量指标以及零基线方面进行分析评估,结果表明：北斗三号新体制信号数据质量整体较好;在 B2a 频点,接收机之间的一致性较高,B1C 频点各家接收机还需要在性能方面进一步提升。     

北斗三号卫星伪距测量误差特征分析

随着卫星导航系统广播星历和钟差参数的精度提升,下行导航信号伪距测量误差对于用户定位授时精度的提升益发显著。由于独特的卫星星座和系统体制,北斗二号卫星伪距测量与仰角呈现线性相关的变化特征,且幅度显著于 GPS 卫星,是北斗二号服务性能提升的关键瓶颈。 随着北斗三号系统的建设,空间星座逐步以 MEO 卫星为主。本文利用 iGMAS 公开数据全面评估北斗卫星下行伪距测量的多路径误差特征,结果表明,北斗三号卫星伪距多路径误差随仰角变化的趋势已得到明显改善,峰峰值为±1m,分布较为随机,与 GPS 卫星特征类似。     

北斗三号基本系统空间信号质量评估

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C, B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提出了较大挑战。2018年底北斗系统完成了18颗卫星组网,完成北斗三号基本系统建设并开始提供全球服务,有必要对北斗三号在轨卫星空间信号质量进行量化评估。传统空间信号质量评估方法侧重于单项的定性评估,而针对北斗三号复杂的信号体制,缺乏系统的、定量的分析结果。该文对标北斗系统接口控制文件(ICD),从功率特性、频域特性、时域特性、相关域特性和信号一致性等方面研究了不同参数配置对评估结果的影响,形成了一套面向新型调制方式和多频多分量复用信号的量化评估方法。基于40 m大口径天线的空间信号质量评估系统,对18颗MEO卫星进行了长时间监测跟踪和数据采集,首次对北斗三号卫星空间信号质量进行了全面量化评估。结果表明：北斗三号卫星空间信号质量良好,18颗MEO卫星一致性较好,符合ICD指标要求,可满足服务区内用户需求;评估方法可用于对后续导航卫星空间信号质量的量化评估。     

北斗三号B1C信号中Weil码在DSP中生成研究

Weil码具有良好的相关性能和相对灵活的可选序列长度,在我国北斗三号的B1C信号中得到应用,同时在GPS Ⅲ和欧洲Galileo系统中也得到应用.Weil码在Matlab中实现简单,但在DSP中由于存储方式原因,实现却相对复杂.如果按比特计算,则运算量会非常大.文中提出按字计算和分段实现的方法,将整个计算过程分为三段,...     

一种机载型三号北斗用户机的设计与实现

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,这标志着我国建成了独立自主、开放兼容的全球卫星导航系统,中国北斗从此走向了服务全球、造福人类的时代舞台。三号北斗用户机作为一款北斗三代终端设备,运用北斗三号全球卫星导航系统,为飞机提供定位和通信服务。并在原有一号和二号北斗用户机的基础上,优化了产品设计,提高了定位精度和通信能力。详细地论述了三号北斗用户机的产品组成、工作原理、关键技术、设计与实现方法,满足了北斗用户机的升级需求,可为飞机提供精准的定位和通信功能。     

基于北斗三号卫星的铁路环境场景辨识方法研究

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)在铁路上的应用减少了传统列车定位技术对轨旁设备的依赖,降低了列车定位成本。铁路沿线的建筑物、路堑等环境对GNSS信号传播的阻挡和反射给列车的位置估计带来不确定性,降低GNSS定位性能。将遮挡程度用天空遮挡特性(Feature of Sky Occlusion, FSO)表示,FSO是使用卫星的方位角、高度角和信号强度估算的参数,反映了GNSS定位的降级程度和性能水平,可以作为定位性能评估和环境场景辨识以及进一步改善定位性能的指标。在GPS卫星数据的基础上增加了北斗三号卫星,提出了一种基于FSO和可见星的动态时间规整匹配方法。建立铁路场景的FSO参数模型库,将大量的历史铁路沿线GNSS观测数据应用于场景区段FSO建模,利用动态时间规整(Dynamic Time Warping, DTW)算法将场景区段的FSO参数模型与FSO模型库进行匹配。利用了北京三家店站现场实验数据进行算法验证,验证结果表明基于DTW算法的场景匹配方法可以有效辨识铁路场景的类型。     

北斗三号组网卫星发射现场电视直播音频系统设计实践及创新探索

根据中宣部对北斗三号最后一颗全球组网卫星发射电视直播宣传报道的统一部署,中央电视台和四川广播电视台共同承担本次卫星发射的电视直播技术保障任务。因此,以北斗三号组网卫星发射电视直播为背景,介绍北斗三号组网卫星发射电视直播制作音频系统的设计和实施方案,详细阐述采用创新技术进行直播制作所呈现的效果,同时说明对北斗三号组网卫星发射电视直播制作的要点及应急处置方法,并给出高效、可靠的制作方案和实用建议。     

一种北斗三号RDSS性能实时监测的实现方法

随着北斗三号系统应用的逐步推广,北斗RDSS功能在边防、气象、交通、航空和应急搜救等行业中应用越来越广泛,因此北斗RDSS性能监测是推动北斗RDSS服务应用的重要途径。设计了一种北斗三号RDSS性能实时监测的系统实现方案,系统具备安全性、高可靠性和易扩展性,满足数据采集、接收、存储、处理和管理监控等各个功能的基础支撑需求;针对RDSS的性能评价内容进行了设计,包含通信内容查询、接收信号类型、波束数量和波束功率、通信成功率、定位精度及通信时延等功能指标。最后,通过在对天环境条件下的实际测试验证,分析了测试结果数据,验证了方案的可行性。提出的方案具备RDSS性能监测实时性强、连续监测、及时预警和远程推送的特点,可以通过网络向相关用户推送相关信息,使用户能够方便快捷地掌握RDSS使用性能,为用户RDSS应用提供保障。     

“北斗”三号B1C信号的硬件实时生成

从节省资源、提高实时性以及简化实现复杂度的角度出发，对“北斗”三号B1C信号进行硬件实时生成。首先，介绍了B1C生成相关理论并将B1C信号生成拆分成子模块进行研究和生成；其次，采用统一的系统时钟和精密的相位控制保证了B1C信号数据分量与导频分量及分量内部之间的严格对齐；最后，针对导频分量虚部，给出了一种硬件上可消除虚数运算的生成方式，解决了硬件上虚数信号难以生成这一难题，最终实时生成B1C信号。生成结果表明，理论仿真与硬件生成结果相吻合，验证了该B1C信号硬件生成方式的正确性，且该生成方式简单、灵活，占用资源少，易于工程实现。 B1C信号的实时生成不仅可为接收终端基带信号处理提供模块设计参考，同时也可为信号接收处理提供测试用信号。     

基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型

针对运动载体速度估计方法精度不足、模型复杂等问题,提出了一种精度高、模型复杂度低的基于北斗三号卫星非差多普勒观测信号的优化测速模型。该模型利用北斗三号卫星原始数据,使用复杂度低的多普勒测速模型估计载体速度。为提高测速精度和解算效率,首先对原始模型线性化处理,然后依据载体航向与其速度矢量的相关性增加松约束。用北斗三号卫星实测数据验证了该模型的测速精度,评估了该模型的适用性。实验结果表明,载体静止时,优化多普勒测速精度可达cm/s级甚至mm/s级,在与原始多普勒测速的对比中,水平方向测速精度提高60%左右,解算时间缩短24%;载体运动时,增加航向约束的多普勒测速精度与原始多普勒测速相比,北、东方向测速精度可提高14%～21%,解算效率提升大约20%。     

中国通信业三网融合中携号转网的三号一体发展思路

为了使通信市场的竞争更加自由,使用户更便捷地变更所倾向的运营商的服务,世界各国纷纷出台了携号转网政策.中国携号转网政策的过程落实进度缓慢,这之中不乏各种利益相关者的相互博弈.本文对发展现状进行总结,对存在的问题和利益相关者分析,借鉴国外其他国家的发展思路,设计出中国携号转网最简捷且易实现的“三号一体”发展思路.     

一种“北斗”三号精密单点定位的三频模糊度解算方法

精密单点定位(Precise Point Positioning, PPP)利用接收机收到的载波相位测量值进行定位,载波相位整周模糊度的固定影响着PPP的收敛速度和定位精度。采用B2a信号替代B2I信号,与B1I、B3I组成三频信号观测值组合,在此基础上对传统Boot-strapping方法加以改进,提出了一种改进的三频模糊度解算方法。该方法采用了超宽巷-超宽巷-宽巷-窄巷的解算策略,通过比较选择波长较长、电离层延迟较小、测量噪声较小的三频观测值组合,分别用于解算超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合的模糊度。当电离层延迟无法忽略时,所提方法通过引入额外的伪距观测量来消除在解算组合模糊度的过程中出现的电离层参数和几何参数的影响。实验表明,所提方法与传统方法在完成一次模糊度解算的时间上相差无几,但是相比于传统方法,所提方法具有更高的模糊度解算成功率。     

基于“北斗”三号PPP-B2b的定位与时间传递

随着“北斗”三号的建成以及通过GEO卫星进行播发的PPP-B2b信号的公布,“北斗”卫星的定位与定时精度再一次得到提升。为了研究PPP-B2b的定位精度以及时间传递性能,开展了对“北斗”三号的PPP-B2b相关实验。首先选取亚太地区的6个测站静态与动态精密单点定位E(East)、N(North)、U(Up)方向上的误差分析,然后又选取了NTSC与USUD测站进行时间传递稳定度分析。定位结果表明,B1I/B3I组合与B1C/B2a组合的PPP-B2b静态定位E方向、N方向、U方向RMS值分别在4.58 cm, 5.34 cm, 2.2 cm与4.18 cm, 4.97 cm, 2.22 cm, B1I/B3I组合与B1C/B2a组合的PPP-B2b动态定位E方向、N方向、U方向RMS值分别在17.99 cm, 19.41 cm, 12.72 cm与22.47 cm, 21.61 cm, 15.11 cm,两种组合表现出定位精度的一致性。PPP-B2b零基线共钟的时间传递普遍在1 ns内波动,时间传递的STD为0.203,10⁵ s的稳定度达到了5.336×10     

基于等效载噪比的WiFi与北斗三号RSMC出站信号的兼容性分析

近年来,北斗导航系统建设逐渐完善,北斗三号区域短报文通信(Reginal Short Message Communication, RSMC)服务已进入行业应用越来越广的关键时期。WiFi信号与北斗三号RSMC出站信号频率接近,在实际使用过程中,2个系统可能存在兼容性问题。针对WiFi信号干扰对北斗三号RSMC出站信号性能的影响问题,介绍了北斗三号RSMC出站信号的空口特性,分析了WiFi信号对北斗三号RSMC出站信号的带外干扰和带内干扰,基于等效载噪比的分析方法,从载噪比损失方面对干扰的强度做了仿真分析,并给出了改进方法。研究结果为WiFi和北斗区域短报文服务兼容并存提供技术基础。     

一种基于北斗三号B2b信号的精密单点授时方法

授时是卫星导航系统的基本服务之一,在先进电子设备研制和智能时空信息服务中具有重要作用.针对当前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)授时方法存在的受地面共视观测站和通信网络限制的问题,本文提出一种基于北斗三号B2b信号的精密单点授时方法(B2b signal ...     

基于频域差分的“北斗”三号信号快速捕获算法

针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题,提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算（Fast Fourier Transform,FFT）算法,利用加窗和补零的方式提高FFT的频点分辨率并抑制扇贝损失,通过频域差分的方式弥补相干积分时间短和非相干平方损失带来的信噪比不足。理论分析和仿真实验证明,该算法优于传统非相干积分,能实现“北斗”三号信号的快速捕获。     

新研究：北斗擎天 汇三网同步——北斗卫星授时为三愿融合保驾护航

最近国务院正式公布第一批进行三网融合试点城市名单,推进三网融合。三网融合是指电信网、广播电视网、计算机互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中,因其技术功能趋于一致,业务范围趋同,三网之间渗透、互相兼容、并逐步整合成为互联互通、统一的信息传输网络。     

基于三代北斗的电力系统应用研究

三代北斗是智能电网数字化转型的重要推手,是电力信息通信空、天、地一体化组网的组成部分,文章针对电力系统的现状,结合生产、营销、调度等部门的业务功能特点,分析第三代北斗在电力系统中的典型应用,从电力各专业的角度进行论述,刨析了电网生产运行中在传统作业、气候影响、全面监视等方面面临的任务挑战.阐明了北斗作为一种新的电力信息...     

北斗三号B1C/B2a新信号精密卫星产品估计及PPP-AR性能研究

为分析北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System, BDS)B1C/B2a新信号的服务水平,基于混合差分的方法,结合全球均匀分布的观测站数据解算得到BDS精密钟差,进一步估计宽窄巷未校准相位延迟(Uncalibrated Phase Delay, UPD)。使用二次差法对所估计的BDS-3钟差精度进行评估分析,验证估计产品的准确性;通过UPD产品长期序列来研究其稳定性;将估计的钟差和UPD等产品应用于精密单点定位浮点解和固定解(Precise Point Positioning-Ambiguity Resolution, PPP-AR)进行验证。根据数据处理结果可知,地球静止轨道(Geosynchronous Earth Orbit, GEO)、倾斜地球同步轨道(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit, IGSO)和中地球轨道(Medium Earth Orbit, MEO)3种轨道类型的估计卫星钟差平均精度分别为0.209、0.095、0.087 ns; BDS-3宽巷UPD长期序列标准差(Stand...