基于MATLAB的卫星导航信号仿真和验证平台

提出了一种GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的软件实现方法,给出了基于MATLAB软件的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的体系架构,详细描述了卫星导航信号仿真和验证平台主要模块的功能,并给出了实现方法.仿真结果和接收机定位结果验证了基于MATLAB的GPS/Galileo卫星导航信号仿真和验证平台的有效性.     

GNSS兼容性软件设计与仿真分析

随着各国全球和区域卫星导航系统的建设或现代化升级,越来越多的信号占用拥挤的导航频段,卫星导航系统间的兼容性问题日益突出。在建立高精度的空间段、用户段、环境段与干扰模型的基础上,提出了一种GNSS兼容性分析的软件实现方法,给出了基于Matlab平台的GNSS兼容性软件的体系架构,详细描述了各主要模块的功能与实现方法。最后,仿真分析了Compass、GPS和Galileo三大导航系统在L1频段内的兼容性,得出GPS L1C/A信号是最主要的系统内干扰,最大为3.71dB,且GPS对其它系统的干扰均较大,约为2dB,Galileo对其它系统的干扰较小,不超过0.6dB。     

基于GALILEO及GPS-GALILEO组合系统的仿真分析

根据GALILEO卫星系统的设计参数，建立了卫星运动方程，编制了GALILEO系统的星座仿真软件：并结合GPS系统，以中国地壳运动观测网的25个基准站为地面观测站，对大陆范围内基于GPS、GALILEO以及GALILEO—GPS组合系统进行单点定位时的卫星可见性和给定精度下的定位可信度进行了系统的分析。仿真结果表明，在中国大陆范围内，GALILEO系统在时间域和空间域上的整体稳定性优于GPS系统。在一定的定位精度要求下，二者的平面定位可信度基本一致，GALILEO的高程定位可信度优于GPS系统；组合的GPS—GALILEO系统无论在卫星可见性方面，还是在定位可信度方面，均优于单一的定位系统。     

全球导航卫星系统的星座可见性研究

在GPS和GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)的应用研究中 ,为保证系统正常工作 ,导航星座应满足一定的可见性要求。因此 ,首先对提出的最小可见性要求进行了原理性阐述 ;之后 ,基于卫星对地面的覆盖特性 ,给出了导航卫星的可见性定义 ,并推导了一种可见性判据 ;最后 ,针对一种通用的全球导航卫星系统星座 ,用仿真的方法给出了地面和某一海拔高度对该星座的可见性结果 ,确定了海拔高度同星座中可见卫星数目之间的关系 ,从而为全球导航卫星系统在外层空间的应用设计提供了依据。     

一种更精确的多模GNSS兼容性方法研究

传统的卫星导航系统的多系统兼容性分析方法只适用于分析长码、码速率高和数据速率高的信号兼容性。通过推导信号模型,讨论了信号参数对干扰系数的影响,提出了一种更精确的多模全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）系统兼容性分析方法。该方法加入了多普勒的影响,并且考虑了与期望信号同频段内的所有卫星导航信号,适用于任意伪码结构、数据结构的卫星导航信号兼容性分析。最后通过仿真GPS系统内干扰与系统间干扰验证了方法的正确性,并得出Galileo 在E1采用的MBOC信号对GPS C/A信号产生的干扰在0.1 dB以内。     

卫星移动终端自适应阵列技术研究

卫星移动通信系统中，地面移动终端常因地面上其它通信系统的干扰而不能正常通信。为了保证卫星移动终端的正常通信，考虑在卫星移动终端采用自适应阵列技术来提高系统性能，详细阐述了采用该技术的必要性和可行性。重点分析了在处理自由度受限情况下，自适应阵列的抗干扰性能以及波隶跟踪性能。仿真结果表明，在卫星移动终端采用恒模阵列能够获得较好的干扰抑制性能。     

卫星地面站资源配置仿真研究

首先从卫星用户需求观点和地面站资源拥有方观点两方面提出了评价卫星地面站系统的两类指标，然后根据地面站对卫星提供服务的时序，建立卫星地面站系统的面向对象Petri网模型，给出基于到站卫星冲突消解的一种有效的地面站资源调度算法。利用计算机仿真技术，对多种“卫星—地面站—设备”配置下的服务情况进行仿真，给出不同配置下的系统性能，通过分析比较，得到关于地面站及其设备配置、设备性能、地面站资源调度策略对系统性能指标影响的一些有益结论，最后提出了需要进一步研究的问题。     

卫星导航的相对精度衰减因子单调性分析

相对精度衰减因子(RDOP)是衡量全球卫星导航系统相对定位性能的几何强度指标.简要给出了两种类型RDOP的描述,并分别给出了单调性证明.相对于同一参考卫星或是不同参考卫星进行双差观测,均有其RDOP随着可见导航卫星数目增加而单调递减的性质.结合编队卫星的星间相对定位背景,仿真计算了全球卫星导航系统的RDOP,给出了某时刻每颗可见卫星对RDOP的贡献,证实了RDOP的单调性;而卫星数目增加到一定程度时,RDOP的降低已不明显,因此应综合考虑可见卫星的数目和相对定位的精度需求等方面因素进行选星.     

空间信息系统动态拓扑网络建模与仿真分析

对网络的动态拓扑结构进行分析,通过对星间链路长度的建模分析,推导出轨道内和轨道间星间链路的长度公式,同时对星间链路可见性和卫星覆盖性进行了建模分析。利用STK对LEO/MEO双层卫星系统的动态拓扑网络中的星间链路长度、星间链路可见性及卫星的覆盖性进行了仿真分析,得出一些有用的结论。     

捷联惯性/多卫星系统组合导航技术研究

从提高导航系统性能出发,阐述了多卫星系统,卫星系统完整性和最佳定位卫星组合的选择等问题,研究了基于伪距、伪距率的SINS/卫星组合导航的模型,并对SINS/GPS/GLONASS/GALILEO/BD组合系统进行了仿真。通过与SINS/GPS组合系统仿真结果对比表明,SINS/多卫星系统组合对导航系统性能具有更好地提升作用,且对于提高导航系统的可靠性、安全性有较大帮助。     

基于协同战术识别的双机编队威胁评估方法

双机组成编队采用协同战术攻击目标是多机协同空战的一种主要形式。针对蓝方为双机编队的超视距空战威胁评估问题,提出了一种基于协同战术识别的威胁评估方法。首先,根据双机编队协同战术的分析、双机的空间占位与机动特性信息,采用动态贝叶斯网络建立目标双机编队协同战术识别模型。然后,根据目标飞行状态信息和目标机动动作识别结果,进行目标轨迹预测。最后,综合空间占位、探测、攻击、协同战术等威胁因子,考虑目标轨迹变化对战场态势演变的影响,建立威胁评估模型。仿真结果表明,所提方法能够准确识别双机编队的协同战术,实现合理化威胁评估。     

基于SMP2的卫星区域可见性仿真分析

全球或区域可见性分析是导航系统定位、测速和授时性能仿真分析与评估的组成部分。采用基于仿真模型可移植性标准(SMP2)的模型开发与集成方法,开发导航系统仿真模型,分析伽利略卫星导航系统在中国格网的区域可见性。附带介绍了自主研发的PIM设计工具、代码生成器、SMP2运行时环境等支持SMP2标准的软件工具。基于SMP2的仿真模型开发与集成方法具有模型可重用性好、可移植性强、手工开发代码数量少、代码质量高的优点,可在卫星导航系统定位、测速、授时体制验证与精度分析工作中得到推广应用。     

基于马尔可夫过程的GNSS星座可用性评估

卫星导航的星座可用性是评价导航系统性能的重要指标之一。基于马尔可夫过程建立了同时考虑卫星故障率和修复率的单星可用性模型,结合卫星的备份情况提出了空间信号层和服务层的星座可用性评估方法模型。基于上述评估模型,结合大量实测数据分析了空间信号层和服务层的星座可用性概率。结果表明:全球定位系统(global positioning system, GPS)星座可用性评估模型是有效的,GPS星座可用性符合其系统性能规范。提出的星座可用性评估方法对北斗卫星导航系统的全球化建设及其可用性评估有一定的参考价值。     

基于Markov过程的导航系统星座可用性分析

卫星导航系统星座可用性分析面临准确性和快速性的矛盾。论文在研究全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）星座可用性分析需求的基础上,系统地定义了导航系统可用性的基本概念,给出了基于分系统部件失效计算导航星座可用性的方法,提出了基于Markov过程的单星可用度算法,建立了基于星座状态概率的服务可用性计算模型,并结合导航基本原理模型得到了导航星座的可用性。最后,基于此方法针对北斗区域卫星导航系统相关数据对其星座可用性进行了仿真和实验分析。结果表明,本文所提方法和模型能够满足卫星导航系统星座可用性分析的特殊需求。     

"北斗一号"导航定位动态信号的模拟实现

随着GPS、GLONASS、GALILEO和我国北斗导航系统的建设，各种导航定位用户机在国民经济和国防建设中的应用越来越广泛，其性能也越来越受到用户的重视和关心。如何进行导航定位用户机的测试与试验，是很多用户必须面一临的问题。采用卫星导航信号模拟器，仿真真实的导航信号环境，对用户机进行功能检查和性能试验，是解决这一问题的有效途径。该文介绍了“北斗一号”双星定位系统的工作机制以及动态信号的模拟要求，详细阐述了模拟信号各种动态特征的实现途径，并对模拟信号进行了计算机仿真和系统实现。仿真和试验结果表明：“北斗一号”双星定位动态信号的模拟实现途径可行，能够满足各种用户设备的性能测试与验证。     

卫星导航系统星地协同运行模式及可靠性研究

随着各类用户对卫星导航系统服务需求的不断提升,各大卫星导航系统逐步将关注点由系统研制建设转移至了系统及产品可靠性、维修性、保障性等服务可靠性方面.为实现系统研制建设及运行维护阶段的风险管理与评估,本文围绕地面主备运行控制、锚固支持和星座自主运行三种大系统运行模式,系统地分析了各种模式下的系统可靠性研究方法.同时,结合蒙特卡罗、马尔可夫链、贝叶斯网络等成熟的可靠性理论,提出了一种结合动、静态可靠性分析方法的星地协同运行可靠性分析框架,初步分析了该方法在工程中的可行性和有效性.