现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析

简要介绍了美国GPS系统、饿罗斯GLONASS系统、欧洲Galileo系统、中国北斗卫星导航系统、以及日本和印度的区域卫星导航系统的发展状况．重点研究了GPS系统星座维持、有效载荷、自主导航、信号调制和地面站改造等最新技术特征,以及GPSⅢ系统技术及研究进展,分析论证了卫星导航系统技术的发展趋势,为我国卫星导航系统建设规划提供参考．     

基于卫星定位的位置服务分析及其应用研究

全球导航卫星系统(GNSS)在位置服务领域发挥着巨大的技术支撑作用.本文概括了GPS现代化、GALILEO、GLONASS和北斗导航系统的建设与发展情况,挖掘基于位置服务(LBS)的技术应用需求,并针对2008北京奥运会和2010年上海世博会的服务应用做技术推广研究和行业应用分析.     

新概念认知卫星导航系统研究

从国际电报联盟(ITU)给出的频谱划分可知,当前的卫星导航频率空间已经非常拥挤,四大卫星导航系统除了GLONASS外, GPS, Galileo和COMPASS系统的频段部分重叠或完全重叠,导致卫星导航频谱信号互干扰客观存在,不可避免.虽然新的导航信号设计体制提供了缓解卫星导航信号互干扰的方法,但从长远看不能从根本解决卫星导航信号兼容性问题.本文针对全球卫星导航系统工作模式及机理,以人脑的工作模式与机理为参考,提出基于认知卫星导航系统的基本概念和内涵,构建认知卫星导航系统架构模型和信息闭环生命周期,将电磁环境特性和信号兼容特性融入系统的整体结构中,以便使系统性能随电磁环境变化和频谱利用率特性的不同而自适应地改变,分析认知卫星导航系统的工作流程,梳理系统发展关键技术,并针对系统频谱感知模块进行了仿真,验证了方法的准确性.     

关于建立我国导航卫星系统的初步意见

本文是作者关于建立我国导航卫星系统的初步意见。首先阐述了我国建立导航卫星系统的必要性,然后围绕着系统的区域性和全球性,主动式和被动式,导航定位定时能力,与其他系统的互操作性,民用和军用等方面阐述了我国导航卫星系统的主要原则和目标。     

GNSS星间链路测量与通信新方法研究

本文研究了GNSS星间链路测量与通信系统的关键技术.通过对标准型Walker24/3/2星座卫星的星间几何特性和空间参数的分析,设计了一种具有低跳数全网覆盖通信能力的星间固定链路拓扑结构,有效的减少了星间链路的数量,增强了系统的可实施性和可靠性.提出了一种新的时分双工方式和测量与通信一体化的信号体制,详细推导了新体制下采用双向扩频非相干信息帧测距与时间同步算法的计算公式、误差的模型和修正方法.理论分析与仿真结果表明本文所设计的GNSS星间链路测量与通信系统较现有的GPS系统具有更高的测距/时间同步精度、更高的测距效率、更有效的信道利用率和更大的数据传输率,而且不受星座构型的限制,既适用于MEO星座,也适用于未来MEO和GEO等混合星座,为新一代GNSS星间链路的建设提供了有力的技术支持.     

可用于被动式交通调查的GPS接收仪器评估

交通出行调查是交通规划和模拟不可或缺的数据收集手段，GPS能提高交通信息获取的效率和精度，因此利用GPS交通调查技术辅助或替代传统交通调查成为发展和应用的重要趋势。本文评述了这种趋势的必要性，总结了国外GPS技术在交通调查中运用的经验和局限，结合对国内商业化GPS仪器以及国外交通调查专用GPS仪器的调研和评比，为如何选择GPS仪器进行交通调查提出一些评估指标和建议。     

印度将参与俄全球导航系统卫星的部署

即将同俄罗斯总统普京一起前往印度访问的俄联邦航天署署长佩尔米诺夫向媒体透露说，俄计划同印度一起部署和利用全球导航系统(即“格洛纳斯”系统)卫星，在2007年前将该系统的卫星数量至少增加到18个。     

差分空时块对角码

提出一种用于多入多出无线通信系统的新型差分空时编码——差分空时块对角码．利用这种编码所具有的块对角结构，能够设计出多种高性能差分空时块对角码，尤其适用于发射天线较多、传输速率较高的情况．在平坦衰落信道下，当传输速率高于1bps／Hz时，差分空时块对角码的性能优于传统的差分空时码，而且发射天线越多优势越明显；在频率选择性衰落信道下，采用此编码的多入多出正交频分复用系统能够同时获得很高的空间、时间和频率分集增益．由于具有特殊的正交结构，差分空时块对角码还具有简单的译码算法．另外，采用此编码还可以大幅度降低射频电路成本．     

具有差分服务支持能力的增强型IEEE802．11多址接入协议的建模与分析

随着无线接入技术的快速发展,要求无线局域网具备差分服务的支持能力．然而目前的无线局域网标准,如IEEE802．11分布式协调功能（DCF）,缺乏对多业务的支持能力．人们正在制定出具有差分服务支持能力的增强型多址接入协议．文中集中研究了3种具有差分服务支持能力的多址接入机制,即为不同业务类型分配不同的“最小竞争窗尺寸”、不同的帧间间隔（IFS）以及不同的分组有效负荷,提出了可以计算出系统通过率以及分组延迟的分析模型,给出了近似分析结果,通过与离散事件仿真进行对比表明,使用所提出的分析模型可以得到较好的性能估计。     

基于模拟有限差分的嵌入式离散裂缝数学模型

嵌入式离散裂缝模型划分网格时不需要考虑油藏内的裂缝形态,只需对基岩系统进行简单的网格剖分,可以大大降低网格划分的复杂度,从而能够提高计算效率.并且该模型可以将现有成熟的油藏数值模拟技术和离散裂缝网络模型有机地结合起来,能精细地模拟流体在裂缝性油藏中的流动.本文模型求解采用模拟有限差分方法,该方法基于单个网格的节点和面信息构造数值计算格式,理论上适用于任何复杂网格系统,且具有良好的局部守恒性,将其推广到嵌入式离散裂缝模型后,克服了该模型基于有限差分方法求解时不能有效处理全张量形式的渗透率以及不适用于复杂边界形状裂缝性油藏的局限性.最后通过实际算例验证了本文方法的正确性和优越性.     

轨道预报的一种乘法保辛摄动方法

为了准确预报人造卫星的轨道,需要考虑复杂的动力学模型,并使用数值方法进行求解.虽然Runge-Kutta法和Adams-Cowell法等数值积分方法在轨道预报中已经取得了预期的效果,但是一般不考虑保辛,忽视了系统的固有特性.本文提出适用于轨道预报的乘法保辛摄动方法,将描述卫星运动的Hamilton正则方程分解为二体问题和摄动部分.二体问题采用解析解,摄动部分用区段矩阵近似求解.由于二体问题的状态转移矩阵必然为辛矩阵,故此过程保辛.本文考虑的摄动因素有地球非球形引力、日月引力、太阳光压和潮汐摄动,选取GPS卫星做数值仿真,以GPS卫星精密星历为参照得到轨道预报误差,并与Runge-Kutta法和Adams-Cowell法进行对比.结果表明:对PRN01号GPS卫星和PRN02号GPS卫星进行3 d的轨道预报,本文算法的误差分别为4.56和10.10 m,精度与Runge-Kutta法和Adams-Cowell法一致,而Runge-Kutta法与Adams-Cowell法的计算耗时分别是本文算法的237.7%与71.3%,因此本文算法效率明显高于Runge-Kutta法,但比Adams-Cowell法稍低.     

欧盟与摩洛哥双方签署伽利略计划合作协定

经过近7个月的协商谈判，欧盟委员会在欧盟总部所在地布鲁塞尔与摩洛哥签署了双方在开发伽利略计划方面的合作协定。这是欧盟首次与一个非洲国家签署共同开发这一民用卫星导航系统计划的合作协定，从而也使欧盟在这一计划中的合作伙伴增加到5个。     

应用GNSS TEC技术观测行星际激波对等离子体层的压缩

2015年3月17日一个强太阳风激波到达地球,同时地面GPS接收机网络观测到TEC的突然变化,在Hao等人(2017)的工作中把TEC变化初步归因于激波对向阳面磁层的压缩,本文进一步分析北斗接收机和更高时间分辨率的GPS接收机的观测,并推断等离子体沿垂直地磁场磁力线的方向朝向地球运动,会在低纬赤道面附近形成一个等离子体汇聚的区域,所有穿过该区域的GPS和北斗卫星信号都会观测到TEC的变化.此外,本文考察了多个LEO卫星上搭载的GPS接收机观测,没有发现相关的TEC扰动,原因可能是事件发生的瞬间LEO卫星没有处于最佳的观测位置.通过考察上述多种观测数据,我们认为GNSS TEC技术可用于对激波压缩磁层过程的遥感观测,未来有望成为卫星实地探测技术的有效补充.     

交通信号PLC控制触摸屏动态显示系统

本文基于可编程逻辑控制器（PLC）和触摸屏,设计了一个城市道路交通信号动态显示系统。该系统的特点是组合应用了PLC和触摸屏,栗用PLC对交通信号进行控制,同时将交通信号的实时状态显示在触摸屏上,并具有在线修改信号配时参数的功能。该系统能对不同相位的信号交叉口的信号进行控制,同时具有信号的协调控制功能。文章介绍了系统的设计过程,论述了交通信号PLC控制程序的设计步骤以及相应的触摸屏界面的制作方法,并给出了典型的PLC控制子程序。     

Mecanum三轮多向行走系统结构与运动原理

常规Mecanum轮一般用于组成四轮全方位系统。将三个完全相同的常规Mecnum轮放置在等边三角形的三个顶点，能构成一种具有实用价值的多向行走系统。该系统不需转向轮或转向机构，仪利用3个轮子旋转速度大小和旋向组合实现平面上一个绕车身中心的定轴旋转、三个沿车身三角形对角线的直线运动。并给出了该系统的结构图，分析了系统实现上述运动的运动学原理。     

卫星导航接收机抗欺骗干扰极大似然检测性能分析

欺骗干扰给卫星导航接收机带来巨大威胁,而现有的文献均把欺骗干扰识别作为抗欺骗干扰的主要研究方向,而涉及欺骗干扰抑制方面的文献很少.本文针对卫星导航接收机抗产生式欺骗干扰问题,根据接收机具有不同干扰先验信息的3种情形,分别提出并证明了3个命题.这些命题给出了极大似然检测器在干扰背景下对真实卫星数据的检测性能界.命题表明,在具备干扰信道先验信息时,极大似然检测器具有良好的抗产生式欺骗干扰性能.仿真实验验证了理论分析的正确性和有效性.     

基于AGPS和GSM的混合定位系统终端软件设计

针对目前汽车定位监控系统中GPS定位精度低、时间长的问题,提出了一种基于AGPS和GSM／GPRS设计的混合定位车载终端设计方案,实现了单次定位、连续定位、电量查询、电量告警等功能,大大缩短了定位时间。传统的GPS定位技术启动时间长,耗电较高,在室内很难收到卫星发回的GPS信号。本混合定位系统主要有四部分：车载定位终端、主控调度服务器、SiRF公司的定位服务器,接入服务器的多用户组成。冷启动时,本终端在用户发出定位指令后大约40S内即可迅速完成定位,首次捕获GPS信号的时间仅需几秒,连续定位可以持续上千次,大大提高了响应速度和用户体验度。     

编者按

对地观测卫星在遥感对地观测体系中占有特殊重要的地位,是技术复杂、应用广泛的卫星系统,体现着一个国家空间对地观测的整体水平,成为对地观测发展的重要标志.中国资源卫星应用中心于1991年10月正式成立,是由国家发改委、国防科工局负责业     

系数未知的随机系统的极点配置

对参数已知的线笥系统能任意极点配置的充要条件是系统能控，只假设系统能控来解决单输入系数示各的随机系统的极点配置问题，系统噪声要求相互独立，均值为零并且二阶矩一致有界，提供两种解决方法：当系统的状态在固定时刻对不同反馈增益可反复量测时，用迭代学习方法；当系统的轨线满足非退化条件时可用适应控制法，两种方法都本质地基于随机逼近递推地计算反馈增益，但不必然等价原则。     

混沌同步系统的频率特性和微弱信号检测

提出了混沌同步系统的频率特性概念，它可描述该类系统的频域性质，建议了一种测量自混沌同步系统频率特性的模型，获得了蔡和Ｌｏｒｅｎｚ混沌同步系统的频率特性曲线。理论分析和数值模拟结果表明这些系统具有多种特性的频带，提供了可以利用的不同频段，特别地，其些频段对噪声“淹没”微弱信号具有较强的检测能力。频率特性概念和频率特性曲线为深入认识混沌同步系统的信号处理功能和正确开发其中的信息资源提供了科学依据。