采用相关曲线偏差的导航卫星多径信号分离方法

为解决卫星导航信号中提取多径分量困难的问题,提出了一种利用相关曲线偏差(SCB)分离导航卫星多径信号的方法(MSCB)。首先建立包含多径分量的接收信号模型;然后分析SCB偏差与多径信号幅值、延迟与相位之间的关系,得到不同多径延迟条件下两种不同的SCB偏差形状;最后通过SCB拐点估计出多径信号参数。基于北斗和GPS导航卫星的实验结果表明:MSCB方法能够有效地将来自地面与卫星自身的多径分量(或类似多径分量)特征参数提取出来,将多径分辨率从米级提高到分米甚至厘米级别,其估计标准差仅为传统多径估计延迟锁定环路算法的1/6左右,为未来多径信号的建模与分析提供了一种新的有效方法。     

卫星导航信号设计中的抗多径性能分析

针对传统的多径误差分析方法难以对信号体制设计提供直接的理论指导,提出有限带宽条件下码跟踪多径误差的理论分析方法.在小误差假设条件下,基于线形等效模型推导了多径误差包络的理论表达式,并进行了仿真验证.仿真结果表明,当多径直达信号幅度比(MDR)为-10 dB时,该理论分析方法的偏差小于3%.在相关器间隔趋于0的极限条件下,给出了多径误差包络的理论下界表达式.结果表明:多径误差包络的理论下界取决于多径直达信号幅度比、导航信号自相关函数的一阶导数、导航信号的Gabor带宽以及波动函数;增大信号带宽和增加信号功率谱的高频分量可以减小码跟踪多径误差.     

非平稳噪声背景下多径信号DOA估计方法

针对目标信号传输过程中的多径现象或电磁干扰引起的同时存在独立和相干信源(多径信号)的情况,提出了一种非平稳噪声背景下的混合信源DOA分步估计方法。该算法利用常规谱估计算法估计独立信源,在利用广义协方差差分方法排除掉非平稳噪声信息后,然后根据斜投影算子的性质排除独立信源,对剩余的相干信源则可采用修正空间平滑算法恢复为满秩,进而可以用MUSIC算法进行DOA估计。相比较传统的广义差分方法,该算法在提高阵列信源过载能力的同时,避免了对独立信源的平滑运算,计算复杂度降低,并且适用于更广泛的未知噪声背景及低信噪比环境。计算机仿真结果证明了新算法的有效性和正确性。     

基于联合角度—时延估计的多径信号抑制方法

为减小卫星导航信号受到多径干扰的影响,提出基于联合角度—时延估计的抑制多径干扰方法.该方法采用检测和比较多路信号相对时延的方法来区分直达和多径信号,设定最小时延对应的入射角为期望波达方向,并通过波束形成来抑制多径信号,从而达到减小多径误差的目的.仿真结果显示,该方法在直达信号较强和较弱的环境下能有效抑制多径影响.     

卫星导航增强系统中一种天线阵抑制多径方法研究

本文对卫星导航增强终端的天线阵多径抑制方法展开研究,设计多相关器数字接收机结构.天线阵各阵元接收信号数字化后,在导航接收机的每个通道内,相关处理出各阵元接收该通道跟踪卫星的载波相位,进行相干信号二维来波方向估计、数字波束形成,跟踪相应卫星信号,抑制其多径.本文研究分析了立体阵来波方向估计方法,及立体阵估计相干来波方向的去相干方法.电偶极子组成立体天线阵——球体阵,接收相干来波,体积小,结构紧凑.X,Y,Z轴三个线阵分别采用前后向平滑技术去相干,组成去相干后的接收数据相关矩阵,用MUSIC方法估计出相干来波的二维方向,不需要对估计出的来波方向进行匹配.结合卫星直达信号来波方向的导航电文处理结果,确认多径的来波方向.本文仿真中用估计出的卫星直达信号来波方向和多径信号来波方向形成权值,使天线阵波束形成指向卫星直达信号方向,零陷指向多径入射方向,抑制多径干扰.     

重要性采样的最大似然多径信道估计算法

提出了一种基于重要性采样方法的最大似然多径信道估计方法。该方法将时延与幅度估计解耦,利用蒙特卡罗算法(MC)对未知参数的分布函数抽样,计算样本均值直接得到多径时延和幅度估计结果,避免了耗时较长的多维网格搜索和对初值较为敏感的迭代算法。仿真结果表明,对于多径路数分别为5、15的情况,均能获得较好的信道估计。相比于现有的其他一些算法,该算法不仅能够同时获得时间延迟估计,同时也能对幅度精确估值。     

多径信道下的OFDM信号带宽盲估计

针对传统的正交频分复用（OFDM）信号的带宽估计方法在低信噪比多径信道下,估计精度低且计算量大的问题,提出一种OFDM信号带宽盲估计方法.本方法首先根据接收到的观测信号建立自回归（AR）模型,通过AR模型计算信号的功率谱;然后将其功率谱等效成矩形谱,并将矩形谱的带宽作为OFDM信号的估计带宽;最后通过多次循环求统计平均...     

卫星导航信号畸变模型威胁空间减小方法

卫星导航信号畸变模型威胁空间描述了能够引起较大差分误差但难以通过接收机观测量检测发现的信号畸变范围,其对于民航等涉及生命安全的导航服务可能造成灾难性后果.威胁空间越大,导航服务潜在风险越高,对畸变检测手段要求也越高.卫星导航系统应采取合适的方法尽量减小威胁空间.该文提出了降低测距偏差检测门限的方法来实现威胁空间的减小,...     

BOC卫星导航信号直接解调的方法及实现

为了分析未知信号结构的二进制偏移载波(BOC)调制卫星导航信号,提出并实现了一种对BOC导航信号进行直接解调的新方法。该方法首先采用二进制相移键控(BPSK)信号解调的算法实现扩频码的同步和载波的剥离,在此基础上剥离BOC调制的亚载波。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了该方法,并进行了解调实验。实验结果表明:该方法能够稳定地进行BOC信号的解调,在信噪比(Eb/N0)大于11 dB时,解调误码率优于1×10-5。     

BOC卫星导航信号直接解调的方法及实现

为了分析未知信号结构的二进制偏移载波(BOC)调制卫星导航信号,提出并实现了一种对BOC导航信号进行直接解调的新方法。该方法首先采用二进制相移键控(BPSK)信号解调的算法实现扩频码的同步和载波的剥离,在此基础上剥离BOC调制的亚载波。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了该方法,并进行了解调实验。实验结果表明:该方法能够稳定地进行BOC信号的解调,在信噪比(Eb/N0)大于11 dB时,解调误码率优于1×10-5。     

新型卫星导航复用调制信号的单路分离方法

针对卫星导航信号时/频/调制域正交特性实现单路分离的传统方法不再适用于复杂多路复用信号分离的问题,提出了一种新型卫星导航复用调制信号的单路分离方法。该方法利用不同支路上数据码的随机特性,设计了多支路混合信号的周期掩码累加准则,通过计算各支路比特符号掩码累加值的残留度和补偿因子,获得使对应非期望支路累加和为零的乘积系数,实现了期望信号的单路分离。理论和实验分析表明,相较于非单路分离的传统评估方法,所提单路分离方法的载波相位分辨率优于5°、码元位置分辨率优于0.01%,可精确直观地反映基带信号在时/频/调制等域的畸变情况,为新型导航信号定量评估和处理提供了很好的技术支持。     

多模卫星导航信号误差分析

多模卫星导航接收机信号模拟器关键技术涉及对导航信号误差的模拟.基于对目前全球导航卫星系统(GNSS)技术发展状况的了解和对系统的脆弱性分析,从影响接收机定位精度的数据源信号及信号传输过程中的误差特性入手,逐一对误差的性质、大小及对测量产生的影响进行了详细研究,给出静态误差模型的具体计算过程.最后介绍了高动态环境下误差模型的一般研究方法.     

采样频率偏移对卫星导航接收机的影响

为避免采样频率偏差给卫星导航接收机带来的符号位滑动、伪随机噪声码相位移动和载波相位偏差等问题,提出了一种改进的频率偏差估计方法．接收机的码跟踪环路以码速作为时间基准,对采样频率实际值与标称值之间的偏差进行跟踪,环路稳定后得到该偏差的估计值,其采样频率的准确度可提高到10^-7量级．将该估计值补偿到载波锁相环中。可减小由采样频率偏差带来的相位误差和多普勒频移偏差,从而使得导航接收机能正确解调信号,进一步提高了输出载波相位的准确度,为实现更高精度的定时和定位提供了可能性．     

一种减少多径干扰的卫星信号跟踪环路设计

抗干扰技术是卫星定位导航领域中一项重要的技术,也是信号处理学科的一项重要分支。以减少卫星信号多径干扰为目的,结合多径环境下的卫星导航信号模型和卫星导航信号的跟踪捕获原理,设计出一种抗多径干扰性能较好的信号跟踪环路,该信号跟踪环路能在经典信号跟踪环路的基础上减少卫星信号的多径干扰,从而提高了整个卫星导航系统的抗干扰性能。     

基于Givens旋转多用户多径DS-CDMA信号伪码盲估计

针对多径多用户低信噪比下的伪码估计,提出一种基于Givens旋转多用户多径DS-CDMA信号伪码盲估计的算法.该算法在同步接收扩频信号的基础上,利用特征值分解法获得用户特征向量子空间,通过2维Givens矩阵对子空间特征向量组成的2维载荷矩阵进行旋转,当定义的载荷矩阵总方差达到极小值时停止旋转,得到伪码序列的最佳估计.该算法克服了传统特征分解法估计多用户伪码序列时的缺陷,解决了多用户多径低信噪比情况下伪码序列的盲估计问题.仿真结果表明该算法是有效的,且具有抗多径干扰的能力.     

卫星导航信号AltBOC调制方式分析

在二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制的副载波相位跳变的基础上,研究两路交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier,Alt BOC)信号的性能及特点,引出4路非恒包络Alt BOC调制,通过副载波重建使信号变为恒定包络,最终得到恒包络Alt BOC调制信号.分析恒包络Alt BOC调制信号功率谱密度和自相关函数,结果表明恒包络Alt BOC调制信号具有更好的码跟踪性能和抗多径性能.1     

基于进退法的全球导航卫星系统反射信号镜面反射点的估计算法

通过研究全球导航卫星系统反射信号（GNSS-R）几何关系及其镜面反射点算法,确定镜面反射点问题为一维单峰凸函数极值搜索问题后,本文提出基于进退法的镜面反射点估计算法,并论述了进退法在镜面反射点位置估计中的理论可行性。为了验证进退法的正确性,利用MATLAB仿真软件对进退法与传统算法进行了仿真结果分析。实验仿真结果表明：进退法可以正确估计GNSS-R镜面反射点的位置信息,并且具有迭代次数少,运算速度快,算法效率高的特点。     

多频带信号的带通采样方法与实现

研究多频带信号的直接射频采样技术,根据镜像频率和采样频率的对应关系,推导出一种多频带信号的采样频率搜索算法,并结合软件实现中的计算截尾误差问题给出一种编程可实现的算法流程.仿真结果表明,该算法能够有效地找到最小合理采样频率,适合工程实现.     

一种循环谱域GPS卫星导航信号抗干扰方法

针对弱GPS信号受到的时频重叠复杂强干扰,采用信号抵消的思想,提出了一种在循环谱域消除干扰的方法.首先通过循环谱分析获得强干扰信号的循环频率参数;然后利用自适应频移(frequency shift, FRESH)滤波器与所得干扰信号的循环频率,得到具体的强干扰重构与抵消的频移滤波处理过程;最后采用LMS(least mean square)自适应算法对频移滤波进行实际实现,即可完成对强干扰的快速去除.通过对不同干扰场景下分离出的GPS信号跟踪捕获性能仿真,验证了所提方法的有效性.     

基于采样数据重构的信号DOA估计算法

在对修正ＭＵＳＩＣ算法,即ＭＭＵＳＩＣ进行介绍的基础上,提出了通过奇异值分解来实现该算法,以及将它与空间平滑技术相结合来估计相干信号的ＤＯＡ,计算机模拟结果证明了该方法的可行性。