Compass导航信号性能评估研究

卫星导航信号体制决定了导航系统的先天性能,是系统设计和升级过程中必须考虑的关键因素之一.本文提出了卫星导航信号体制的性能评估方法,并评估了Compass信号的性能.该评估方法包含了精度、抗干扰、抗多径、兼容性四个方面的内容,分别采用了Gabor带宽、解调抗窄带/匹配谱干扰品质因数、跟踪抗窄带/匹配谱干扰品质因数、多径误差包络、连续平均多径误差包络、谱分离系数、谱安全指数等指标来刻画这些方面的性能.基于我国对外公布的最新信号体制框架,将Compass信号体制和GPS,Galileo信号体制进行对比分析.分析结果表明：对于民用信号,Compass的性能最佳;对于特殊用户,Compass的精度、抗多径能力和GPS,Galileo相当,但抗干扰能力低于GPS和Galileo.这意味着Compass系统在未来的特殊条件下处于劣势.最后,给出了信号体制优化的建议.     

全球卫星导航系统的研究与应用

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统.在介绍当前GNSS系统(GPS,GOLLNASS,Galileo,Compass)的构成和现状等的基础上,对这4种卫星导航系统的异同进行了综合对比说明,并分析...     

GNSS互操作研究

目前互操作已经成为世界各主要卫星导航系统关注和研究的重要问题,北斗作为重要GNSS系统之一,也在研究互操作的有关问题.GPS和Galileo利用在中心频率为1575.42MHz的L1/E1频段上分别调制TMBOC和CBOC信号,实现了两个系统间的互操作.我们给出了互操作的概念,分析了互操作的需求,利用卫星轨道数据验证了系统间互操作可有效增加接收机可视卫星数目,改善DOP值.利用码跟踪误差和多径包络曲线分析了GPS和Galileo互操作信号性能,最后初步探讨了北斗与GPS,Galileo进行互操作的方式.     

应用于多模卫星定位导航系统的宽带天线设计

文章提出了一种新型宽带圆极化微带天线的设计.该天线应用于当前4种卫星定位导航系统(GPS、GLONASS、Galileo、Compass),提高了卫星定位导航系统的定位精确性,并解决了单一系统覆盖空白的问题.采用天线和馈电网络分开的设计思路,使用电缆连接,消除了传统设计中馈电网络对辐射方向图的影响.天线部分采用矩形微带...     

我国全球卫星导航信号设计研究

我国全球卫星导航信号应具有较大的信号带宽,其公开导航信号可与GPS,Galileo和GLONASS公开导航信号实现互操作,授权导航信号可与GPS和Galileo授权导航信号实现射频兼容共存,互不影响性能.设置导频信号以利于接收机捕获、跟踪,提高测量精度.全球卫星导航信号还应具有抗干扰,防欺骗能力.提出了一种关于我国全球卫星导航信号结构的方案.     

GPS数据处理软件的比较研究

本文通过对目前国内GPS数据处理常用的三款软件TGO软件、华测Compass软件和南方GPS数据处理软件的比较研究,结合某工程实测数据,可以发现,在其他参数一定的情况下,高度截止角与数据采样频率的选择对数据处理结果的精度影响较大;在参数相同的情况下,TGO软件的处理精度高于华测Compass软件和南方GPS数据处理软件,但是华测Compass软件和南方GPS数据处理软件操作更加简单便捷,容易上手,在处理的过程中实现了完全可视化操作,对观测数据、基线及站点的检查和处理非常直观,对不同数据源数据的兼容性更好。     

GPS信号与Galileo信号特性分析

信号体制是卫星导航定位系统技术体制中最重要的部分之一,合理的信号体制对于卫星导航定位系统实现其导航,定位,授时,通信和测距等功能和满足性能要求十分关键。该文首先介绍了GPS信号和GALILEO导航信号的特点,对他们的信号体制进行分析与比较。阐述了GPS、Galileo两种卫星信号的特性,包括频率及调制格式、相关性特性、功率特性;比较分析了两种信号功率谱的区别,对两种卫星信号特性进行了深入的比较与分析。     

北斗B1频点公开服务信号调制方式研究

在全球卫星导航系统中B1/L1频点（1575.42MHz）是互操作频点,GPS和Galileo系统在此频点设计了L1C和E1OS信号.在北斗导航系统第三阶段信号初步方案中在此频点的公开信号B1C设计为具有导频和数据通道的MBOC（6,1,1/11）（Multiplexed Binary Offset Carrier,简称为MBOC）调制方式,与L1C和E1OS具有互操作性,但是其兼容性、实现方式、导航性能还有待进一步研究.为此本文讨论了北斗B1C信号的设计原则,进而提出一种通道间复合的二进制码符号（Binary Coded Symbol,简称为BCS）调制方式（Composite Binary Coded Symbols between Channels,简称为CBCSC）.给出了一种具有良好性质的BCS调制码形,对比分析在此BCS调制基础上设计的CBCSC调制方案和MBOC的性能.根据分析得出的结论为CBCSC调制方式在兼容性、接收性能、实现复杂度等方面优于MBOC调制.     

GNSS导航电文空间信号测距误差分析

空间信号测距误差(Signal-In-Space Range Error,SISRE)描述卫星广播星历误差和钟差参数误差在用户平均星站方向的投影,是影响用户定位授时精度的关键因素.本文以事后精密轨道和钟差参数为基准,分别评估Galileo,GPS和BDS-3卫星的广播星历轨道用户测距误差(User Range Error,URE)、钟差参数误差、SISRE的大小和特征.结果表明,Galileo,GPS,BDS-3的SISRE分别为0.14,0.49,0.35 m.三者的广播星历轨道URE分别为0.14,0.27,0.09 m.三者的钟差参数误差分别为0.14,0.41,0.35 m.Galileo广播星历径向轨道误差和钟差参数误差之间具有很强的相关性.两者相互抵消,可有效降低Galileo卫星的SISRE.不同类型GPS卫星的钟差参数误差和SISRE有明显区别.随着GPS卫星的更新换代,其钟差参数误差和SISRE会逐步降低.BDS-3卫星具备与GPS和Galileo卫星显著不同的特征:(1)BDS-3卫星广播星历轨道径向误差和钟差参数误差的相关性较小,自洽性较差;(2)BDS-3卫星广播星历轨道URE较小,而钟差参数误差较大.其中,BDS-3卫星的广播星历轨道URE小于Galileo和GPS,但是其钟差参数误差对SISRE的贡献显著大于Galileo和GPS.通过比对上述卫星的SISRE大小及特征,指出提高钟差参数精度是提高BDS-3卫星空间信号精度的关键.     

GNSS信号兼容捕获算法

目前卫星导航定位系统正在从单一的GPS时代向多星座并存的GNSS时代转移,多星座兼容的卫星导航接收机将会成为未来接收机产品的主流.常用的伪码频域和时域捕获算法,虽可以实现特定系统的伪码信号的快速捕获,但对于处理多个系统、多种调制方式、不同码长的卫星信号而言,尚存在一定的局限性.本文将提出一种应用于GNSS兼容接收机的通用信号快速捕获方法.经实际测试表明,该算法实现了兼容捕获GPS,GLONASS,Galileo和COMPASS等GNSS信号,可以对不同类型的卫星导航信号进行快速捕获,具备较高的实用价值.     

基于北斗二代系统的船用导航仪硬件设计及关键算法研究

摘要：随着北斗新一代全球卫星导航系统的实施,船舶导航关键设备将实现从GPS到北斗的更新与应用。本文首先介绍了基于北斗二代卫星导航系统的ARM嵌入式船用导航仪的设计原理及硬件平台,该导航仪采用ARM9系列的S3C2410A处理器作为导航仪的基础硬件平台,采用专用的北斗基带芯片接收北斗卫星信号并进行处理,加上必要的外围电路;此基础上对适合船用的北斗基带芯片核心算法进行了研究,即北斗卫星信号的捕获、跟踪算法研究,并给出导航定位实验结果。     

Contribution of the Compass satellite navigation system to global PNT users

As one of the four global satellite navigation systems,Compass not only enhances satellite visibility and availability for positioning,navigation and timing (PNT) for users in China and the surrounding areas,but also improves PNT precision for global users.The improvements in satellite visibility and the dilution of precision are analyzed under GNSS compatibility and interoperation conditions.The contribution of the Compass satellite navigation system to global users,especially the benefits that users can a...     

北斗RTK的定位实验与精度分析

通过实际测试,将北斗RTK和GPSRTK进行对比,了解北斗RTK的实际定位精度情况。测试结果表明,GPSRTK和北斗RTK定位的平面点位中误差分别为37.3mm和41.7mm,证明北斗系统和GPS的平面定位精度基本在同一量级上,能够满足RTK测量的需要。     

Compass B1信号设计中的非对称ALTBOC复用技术

中国第二代卫星导航系统(Compass)将分为区域和全球系统2个阶段完成,使得研发多路导航信号复用技术实现Compass的平稳过渡问题成为一项紧迫任务。该文提出了一种非对称ALTBOC复用技术,通过复子载波将调制在2个不同中心频点,具有不同调制方式和码速率的4路二进制信号分量恒包络复用在同一载波上。仿真结果表明:该方法复用损耗小于1dB,在非匹配接收模式下,采用4MHz带宽和10MHz带宽接收的相关信噪比损耗分别约为1.5dB和1.1dB,具有较高的复用效率和较好的信号接收性能,是实现Compass B1区域信号和全球信号平稳过渡的有效解决方案。     

Test of GBAS integrity monitoring system using GPS simulator

In recent years, many countries are developing aircraft navigation systems using GNSS(Global Navigation Satellite System),because GNSS has many technical and economic benefits. International organizations as ICAO(International Civil Aviation Organization) and RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics) set up international standards of GBAS(Ground Based Augmentation System)using GNSS and recommend countries to develop GBAS that is based on the standards. To go with the international stream, Korea Airport Cooperation has also developed GBAS. For evaluating the system,KAC and Seoul National University have performed flight tests of the developed GBAS several times and have concluded that the system has good accuracy enough to be used in aircrafts. At that time, the purpose of tests was focused on accuracy of GBAS. But integrity of the system which is important for safety of aircrafts was not tested sufficiently,because it is impossible to make erroneous situations of real GPS signals. So, at this time, we used GPS simulator which can generate GPS signals with satellite failure scenarios. The GPS simulator used in this test generates GPS signals by the scenarios organized in advance.The scenarios can include pseudorange and carrier phase error, parity error and etc. So we organized several scenarios which can includes potential errors of GPS signals and many possible cases for testing the system effectively and accurately. And we tested integrity function of the GBAS system by using GPS signals generated by the simulator.This paper introduces the implemented integrity monitoring system and algorithms used in the tests. And it describes the scenarios of satellite failure. Finally, this paper shows the results of tests.