基于时钟频漂检验的卫星导航欺骗识别算法

通过分析欺骗信号对目标接收机时钟频漂的影响,建立被欺骗目标接收机在匀速圆周运动条件下的时钟频漂模型,将其与单位余弦函数进行圆相关,通过检测归一化相关值可以成功实现对欺骗干扰信号的检测,同时有效避免了虚警的发生;通过对相关相位及相关峰值分析处理可以解算出欺骗信号的方位角及仰角,仿真表明对方位角和仰角的估计误差在1°以内。该算法可行性较强,具有重要的理论价值和应用价值。     

无人机卫星导航系统的电磁干扰效应规律研究

针对无人机飞行过程中其卫星导航系统容易受到电磁干扰而不定位的问题,以某型无人机的导航接收机为试验对象,开展了连续波干扰信号的注入效应试验。通过试验得到不同类型卫星的带内电磁敏感度曲线,并研究了初始载噪比与电磁敏感阈值、干信比之间的关系。此外,还得到了导航接收机定位失锁的敏感频段,然后通过开展定性试验分析,得知同频干扰和混频器副波道干扰是导航接收机定位失锁的主要原因。根据以上结论给出一种无人机卫星导航系统电磁干扰预测的可行性方法,对提升无人机在复杂电磁环境下的安全态势具有重要意义。     

无人机卫星导航系统的电磁干扰效应规律研究

针对无人机飞行过程中其卫星导航系统容易受到电磁干扰而不定位的问题,以某型无人机的导航接收机为试验对象,开展了连续波干扰信号的注入效应试验。通过试验得到不同类型卫星的带内电磁敏感度曲线,并研究了初始载噪比与电磁敏感阈值、干信比之间的关系。此外,还得到了导航接收机定位失锁的敏感频段,然后通过开展定性试验分析,得知同频干扰和混频器副波道干扰是导航接收机定位失锁的主要原因。根据以上结论给出一种无人机卫星导航系统电磁干扰预测的可行性方法,对提升无人机在复杂电磁环境下的安全态势具有重要意义。     

卫星导航信号设计中调制方式的新选择

针对在拥挤的L频段设计更高性能卫星导航信号体制的问题,提出该频段部分信号采用最小频移键控(minimum shift keying, MSK)调制。首先建立最小频移键控-二进制偏移载波（minimum shift keying binary offset carrier, MSK-BOC）调制的通用数学模型,然后以典型的GPS L1-CA、GPS L1-P(Y)和GPS L1-M信号为例,仿真并对比讨论了这3种信号分别采用MSK调制和二相移相键控（binary phase shift keying, BPSK)调制时的码跟踪误差、多径误差包络、自相关函数和功率谱密度。分析结果表明,当卫星导航信号满足一定条件时,采用MSK调制能够获得比BPSK调制更好的性能,论证了在卫星导航系统L频段采用MSK调制的可能性。     

室内卫星导航定位信号模型研究

首先总结了一些室内信道模型研究成果,这些模型或方式都没有给出广义的与室内场景特征有关的信号参数分布,或者仅仅表明了信号参数随着室内场景特征变化的趋势,同时不能反映卫星导航室内信道的动态特性。在前人的信号模型研究基础上,重点分析了室内导航信号衰落特征,提出用卫星陆地移动通信系统中的Lutz模型描述室内导航衰落信道,根据室内环境特征给出模型中各参数的取值,并且对三种典型的室内场景做了仿真。仿真结果表明,这种模型能够很好地描述室内多径和衰落特性。     

卫星星座分布式自主导航方法研究

利用分级处理的方法实现了卫星星座的分布式自主导航。提出了将地球作为一颗参考星构造虚拟地心距的方法,并推导了虚拟地心距与其它测量值之间的噪声相关特性。以Walker星座为对象进行了仿真验证。仿真结果表明:分级处理的方法可以实现卫星星座的分布式自主导航,而利用所提出的构造虚拟地心距的方法可以有效地提高卫星的导航精度,减小误差逐级方法的影响,从而提高卫星和整个星座的导航精度。     

基于神经网络最佳分类器通信信号的调制识别

提出了基于最优决策理论的最佳分类器用神经网络实现的方法,并对通信信号的调制类型进行自动识别。这种方法以使类域最大分离为目标,利用神经网络良好的非线性和自适应性,把最优准则下的自学习功能引入训练过程,结合快速训练和修剪算法,克服了一般神经网络分类器的不足,实验证明其性能良好。     

基于支持向量机的典型宽带电磁干扰源识别

由于民航周围电磁环境复杂, 一旦产生电磁干扰(electromagnetic interference,EMI), 就不易被排查, 特别是随机性较强的宽带干扰。对此, 提出一种基于支持向量机(support vector machine, SVM)的干扰源识别方法。通过实时测量干扰信号的频谱数据, 并分析其特点, 选择包络因子、频谱能量、频谱峰值、均值和方差5个特征向量, 用主成分分析法降低数据冗余程度, 最后采用SVM来判断干扰源类型。仿真结果证明, 所提算法能有效识别6类典型机场宽带干扰源, 识别精度可达98.33%。     

导航接收机带外电磁干扰的效应规律及预测方法研究

针对复杂电磁环境中无人装备的卫星导航定位功能易受到电磁干扰影响的问题, 提出带外电磁干扰的效应规律和带外双频干扰的预测模型。首先, 从大信号阻塞干扰的机理出发, 推导得到带外双频电磁干扰下导航接收机卫星跟踪丢失的预测模型。其次, 开展单源电磁干扰的效应试验, 得到不同卫星的电磁敏感阈值曲线, 并对除主敏感频带外其他敏感频带的产生机理进行分析。最后, 开展了双频电磁干扰的效应试验, 通过试验数据验证了该模型的预测误差在±2 dB以内, 为无人装备在带外电磁干扰预测方面提供了有效方法。     

导航星组合2鉴定卫星开始实验

全球定位系统(GPS)导航星组合2(Block2)鉴定卫星(即试验飞行器)的系统级试验正在加里福尼亚的Seal Beach的洛克韦尔公司的实验室进行。这个空间飞行器正在准备于11月运往阿诺尔德工程开发     

Fault tolerant navigation method for satellite based on information fusion and unscented Kalman filter

An effective autonomous navigation system for the integration of star sensor, infrared horizon sensor, magnetometer, radar altimeter and ultraviolet sensor is developed. The requirements of the integrated navigation system manager make optimum use of the various navigation sensors and allow rapid fault detection, isolation and recovery. The normal full fusion feedback method of federated unscented Kalman filter (UKF) cannot meet the needs of it. So a no-reset feedback federated Kalman filter architecture is developed and used in the autonomous navigation system. The minimal skew sigma points are chosen to improve the calculation speed. Simulation results are presented to demonstrate the advantages of the algorithm. These advantages include improved failure detection and correction, improved computational efficiency, and reliability. Additionally, its’ accuracy is higher than that of the full fusion feedback method.     

基于作战效能的战场电磁环境分级描述方法

对电磁环境分类分级是对电磁环境的基本描述方法,是认识电磁环境的基础,因此建立一套对其描述的方法,对武器研制、部队训练具有重大意义。针对现有战场电磁环境分级描述方法的不足,提出了一种基于武器装备作战效能的战场环境分级描述方法,利用复杂环境下武器作战效能的变化对电磁环境进行分级描述,从武器对环境“感受”的角度描述电磁环境。首先对战场电磁环境的定义和内涵进行分析,接着介绍基于武器效能变化的战场电磁环境分级描述方法,最后给出详细的仿真算例。与现有描述方法的对比表明该方法可控性强,可以体现出战场电磁环境的相对性。     

Evaluation of global navigation satellite system spoofing efficacy

The spoofing capability of Global Navigation Satellite System(GNSS) represents an important confrontational capability for navigation security, and the success of planned missions may depend on the effective evaluation of spoofing capability.However, current evaluation systems face challenges arising from the irrationality of previous weighting methods, inapplicability of the conventional multi-attribute decision-making method and uncertainty existing in evaluation. To solve these difficulties,c...     

抗干扰型卫星导航接收机的最优前端增益

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机射频前端增益大小引起的抗干扰能力与模数转换器(analog to digital converter,ADC)量化损耗之间的矛盾问题,提出一种抗干扰性能约束下的最优前端增益设计方法。首先,建立射频通道、ADC的数学模型。然后,分析在无干扰情况下前端增益对信号采样的影响、干扰条件下的抗干扰极限性能。最后,针对前端增益对信号接收与抗干扰性能之间的矛盾,以抗干扰性能为优化目标提出了最优的前端增益设计方法。仿真实测结果验证了本文分析结论的准确性和提出方法的有效性。     

低轨卫星辅助的干扰源位置确定

为提高针对影响同步通信卫星正常工作的地面干扰源定位精度,回避无邻近卫星无法定位问题,提出低轨卫星辅助的新方法。该方法充分利用低轨飞行所带来的长基线、近距离的好处,并以多普勒差为观测变量,卫星轨道参数为待估参数,可进一步改善定位精度。针对建立的定位数学模型进行计算,其结果显示,当低轨卫星的高度在5000km时,全区域定位精度优于1km。     

电磁媒质的本构关系与分类

从电磁媒质的本构关系出发,给出了线性电磁媒质的分类,详细讨论了包括各向同性、各向同性双负、双各向同性、各向异性、双各向异性等媒质的特征及其本构关系;论述了媒质的互易特性,分析了新型电磁媒质特别是各向同性双负媒质和双各向异性媒质中尚未完善的一些基本概念或有待于研究的问题。对新型电磁媒质的制备、电磁媒质参数反演等研究提供了必要的理论归纳和准备。     

一种基于抗差滤波的行人导航算法研究

行人导航系统(pedestrian navigation system, PNS)通常采用全球定位系统(global positioning system, GPS)和航位推算(dead reckoning, DR)组合导航的方式进行定位,因此其定位精度易受GPS定位误差特别是定位粗差的影响。为了减小这种影响,提高行人导航系统定位精度,采用了一种基于抗差滤波的GPS/DR组合行人导航算法。该算法首先对DR系统误差建模,获得行人导航系统卡尔曼滤波模型,再通过GPS与DR系统观测量之差,估计当前观测噪声与先验统计特性的符合程度,利用等价权实时调整观测权值,以避免观测粗差对组合导航精度的影响。最后通过对实测数据的分析表明,在GPS定位误差较大或含粗差情况下,该方法较卡尔曼滤波算法能明显抑制定位误差的影响,将定位精度提高5 m左右,能够在不增加硬件的基础上有效提高GPS/DR组合行人导航精度。