关闭部分导航信号实现区域定位阻断对全球定位性能的影响分析

在导航战中,可采用关闭己方部分卫星信号的方法或对己方卫星信号实施干扰的方法在区域范围内(如战区内)阻止对方单独使用己方的卫星导航定位系统进行定位服务.文中以关闭部分GPS卫星信号来阻止目标点定位为例,描述了关闭部分导航信号实现区域定位阻断的方法及仿真流程,定义了导航定位性能评估方法以及一种基于不可定位区域最小准则的导航信号关闭策略,并就关闭部分卫星信号实现区域定位阻断对全球定位授时性能产生的影响进行了分析讨论.仿真结果表明,关闭部分卫星信号阻止目标点使用定位服务,会导致全球49%以上地区的用户无法使用普通民用定位服务,并使全球民用用户的定位可用性受到一定影响.本文分析结果可为我国未来的卫星导航系统的民用信号反利用以及系统安全策略提供理论支撑.     

高郁闭林分星-地结合定位方法与试验

在部分林区存在卫星信号弱或无信号的问题,这导致了卫星定位应用难以进行,为此笔者提出了一种将地面定位技术与卫星定位技术结合的应用方法。为证明地面定位技术在林区是否具有应用可行性,在高郁闭林分开展了地面无线定位信号强度随距离变化的规律以及树木遮挡对信号强度影响规律的试验。结果表明:无线信号在林区环境下与理想环境下的传播规律有相似性,可利用该规律修正理想传播模型。从理论角度证明了地面无线定位技术在高郁闭林分的适用性,可用于传播模型的建立和定位算法的研究。     

卫星干扰源定位系统中到达时差检测方法研究

为了进一步提高卫星干扰源测时差定位的性能,文章提出了一种基于小波变换和奈曼一皮尔逊准则的到达时间差参数估计方法.该方法利用小波去噪特性,在低信噪比环境下,能够准确估计接收信号的TDOA参数,为提高卫星干扰源定位性能提供了有效方法;通过选择最佳小波基函数对接收信号直接进行加权处理,减小了传统小波变换过程中的运算量,仿真结果验证了算法的可靠性和有效性.     

智能天线在卫星定位抗干扰中的应用

介绍了自适应波束形成技术的基本原理,结合卫星定位系统的特点,提出了一种将自适应波束形成技术应用于卫星定位接收机抗干扰系统的解决方案.该方案利用卫星星历和惯性导航器件的输出来构造卫星信号的方向向量,对阵列接收信号的协方差矩阵利用其最大似然估计逼近,在最大化输出SINR准则下求出相应的最佳权值向量.仿真结果显示利用该最佳权值向量能够有效地对单干扰和多干扰在干扰来向形成深度零陷,同时在卫星信号来向保持一定的增益,能较好地满足卫星定位抗干扰系统对前端天线阵抗干扰能力的需求.     

在卫星干扰源定位系统中信号时间差计算的小波变换方法

在卫星干扰源的卫星定位理论中,需要通过计算信号的时间差和多普勒频差来确定卫星干扰源的位置.测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差的精度,决定了卫星定位的准确度.本文研究计算时间差的信号处理及其计算.利用小波变换方法计算两个信号的相关特性可以减少计算的数据量,同时可以根据需要,很快得出所需要的信号时间差.     

基于数字电视信号的定位技术研究分析

目前,定位某个目标一般采用的是GPS定位技术,但是GPS定位技术需要至少接收到4颗GPS卫星信号,才可以确定目标的位置,当某目标运动到室内或高楼耸立的大城市中时,因为受到高楼的遮挡,使得接收机因接收不到卫星的全部信号而无法完成对目标位置的准确定位．为解决这一问题,文章研究了基于数字电视信号（DTV）的定位技术,利用电视台发出的数字电视信号辅助GPS进行联合定位,从而实现目标的无线定位跟踪．、     

一种气压高度表辅助GPS定位算法的研究

GPS单独完成定位需要至少4颗可见卫星提供导航数据,然而在某些应用场合,卫星信号可能被遮蔽或干扰,单独定位无法满足定位需求.为解决由于可观察的定位卫星数量不足无法完成定位解算的问题,采用气压高度传感器构造约束条件,引入了一种组合定位的气压高度表辅助GPS定位算法,给出了算法的迭代公式.仿真结果表明,该方法可以满足GPS信号受遮蔽条件下中等精度的定位需求,具有一定的实用价值.     

基于导航信号的空间目标无源探测系统性能研究

研究了一种基于导航卫星的无源探测系统,系统以现有的美国全球卫星导航系统(GPS卫星)作为辐射源,主要利用天基接收机接收来自空间目标的回波信号和直达波信号,对空间飞行器进行探测和定位,实现早期预警和监视。本文主要分析了基于天基接收系统的空间配置和探测性能,并给出相应的建议。     

基于中国地面数字电视广播网的定位方法

利用地面数字电视信号进行定位,可以成为卫星在市区室内定位的补充和辅助手段。该文基于中国地面数字电视系统中时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)信号的时频二维处理特性,提出了一种利用信号帧头中伪随机噪声(PN)序列和帧体内传输参数信令(TPS)的时频二维联合定位方法。该方法把TDS-OFDM信号中帧体内的TPS时分复用后看作正交频域导频,与帧头的时域PN序列一起联合估计信号的传输时延,计算到达时间差(TDOA)进行定位。该方法计算所需乘法次数与定位数据量持平;当信噪比(SNR)高于20dB时,在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的测距估计误差为0.15m。理论分析和仿真结果显示:该方法不但计算复杂度低,且测距精度高,具有一定可行性。     

在卫星干扰源定位系统中信号时间差计算的小波变换方法

在卫星干扰源的卫星定位理论中，需要通过计算信号的时间差和多普勒频差来确定卫星干扰源的位置。测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差的精度，决定了卫星定位的准确度。本文研究计算时间差的信号处理及其计算。利用小波变换方法计算两个信号的相关特性可以减少计算的数据量，同时可以根据需要，很快得出所需要的信号时间差。     

基于TDOA的卫星干扰源定位方法的研究

针对到达时间差/到达频率差（time difference of arrival /frequency difference of arrival,TDOA/FDOA）卫星干扰源定位系统中卫星速度难以准确预测,导致定位精度不高,尤其是在参考站数量较少时,定位误差较大的问题,提出了采用TDOA方法实现高精度单参考站卫星干扰源定位。研究了TDOA卫星干扰源定位原理,建立了定位数学模型,采用信赖域算法计算干扰源的位置,进行了定位方法实验验证,分析了定位误差。通过对实测卫星信号的定位试验,证实了该定位方法在单参考站条件下显著提高卫星干扰源定位精度的有效性。     

卫星数较少时GPS定位方法的讨论

推导出用少量GPS卫星进行定位的基本原理,以及观测方程的模型,最后获得了能够得到较可靠结果的观测条件。     

卫星干扰源定位理论研究

研究卫星干扰源的卫星定位理论.通过测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差,可以确定地面干扰源的位置.在文中分析了卫星轨道参数与定位坐标之间的关系,给出了计算结果并进行了讨论.     

基于飞机散射信号的民航地面干扰源定位新算法

为了快速准确定位民航地面干扰源,提出了一种新的基于飞机散射信号的定位算法.首先,提出了新的初始参考点选取方法,并对此进行了理论分析和实验验证;然后,引入了相关熵和加权质心法,对现有算法进行了改进,同时进行了分析和实验验证.仿真实验结果表明,所提算法在保持计算量不变的前提下,显著地提升了基于飞机散射信号的民航地面干扰源定位精度,更具实用性.     

全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现

基于FPGA设计实现了一种全频段多系统全球导航卫星系统(global navigation sattellite system,GNSS)数据采集系统。该系统由宽带天线、宽带射频前端、A/D转换模块、下变频模块、滤波器模块、数据存储模块等构成,可以实现四大导航系统的全频段覆盖,具有并行数据采集通道多、采样速率高、可灵活配置等特点,能够满足全频段多系统软件接收机的各种处理需求。对GALILEO在轨卫星实际数据的测试结果验证了数据采集系统的正确性。该数据采集系统可用于GNSS全频模拟信号源的验证以及在轨导航卫星信号的质量监测。     

空中目标GPS散射信号对最大距离积的影响

针对散射信号的强弱直接影响接收效果的问题,通过对GPS散射信号的仿真,探讨了电磁波不同入射角度时的散射特性,比较了电磁波在不同散射截面积、不同信噪比情况下对最大距离积的影响.分析显示前向散射可获得较佳的信号接收效果,通过选取最佳接收卫星可扩大无源探测的范围.     

低轨导航星座多普勒定位模型及性能分析

相较于北斗、GPS等全球卫星导航系统（GNSS）,低轨道卫星（LEO）具有更加显著的多普勒频移效应,有助于增强GNSS定位、导航和授时（PNT）服务性能。针对当前可用的LEO导航信号少,无法满足地面用户瞬时定位的问题,研究提出了基于一个由288颗LEO卫星构成的Walker星座,选取仿真了9个全球均匀分布的地面站多普勒观测值,建立了瞬时多普勒定位数学模型,并评估了其潜在的服务性能。结果表明：在中低纬度地区,LEO可视卫星为10~ 15颗左右,多普勒定位精度因子（PDOP）达到500 ~ 600;而在中高纬度地区,LEO可视卫星数达到30颗以上,对应的PDOP值降至180左右。静态多普勒定位可实现厘米至分米级精度,动态定位可实现瞬时分米至米级精度,高纬度地区的定位性能显著优于中低纬度地区。     

GNSS-R接收机信号捕获算法设计

在GNSS—R接收机的信号处理过程中,由于卫星和接收机之间的相对运动会产生较大的多普勒频移,同时大多数情况下接收机只能接收到比较弱的信号。而针对信号的这些特点,提出了一种对信号进行捕获的设计方法。用快速傅立叶变换(FFT)捕获算法将接收信号和本地再生伪码在时域的相关计算转换成频域的相乘计算,从而大大减少捕获时间,并用非相干积累的方法提高系统对于信号的捕获能力。同时,在这些计算完成之后,通过使用搜索检测器来保证在捕获概率变化较小的情况下,降低总的虚警概率。     

矢量延迟锁定环码跟踪偏差产生机理研究

矢量延迟锁定环（VDLL,Vector Delay Lock Loop）是一种直接估计接收机状态（位置,速度和钟差等）进而实现对各路可见卫星信号PRN序列的跟踪的方法.不同卫星信号到接收机的传输时延由接收机和卫星的位置决定,它们满足特定的几何关系,VDLL通过对各路卫星信号传输时延之间相关信息的提取,达到降低跟踪门限的目的.目前国内外对VDLL算法的研究均默认了VDLL跟踪的无偏性,给出了VDLL算法的理论计算结果,发现VDLL算法会导致码跟踪偏差,并通过理论计算和实验仿真验证了该问题,该码跟踪偏差会导致定位解算出现较大的偏差,因此必须加以修正.