基于伪距信息的GNSS双接收机抗转发式干扰检测算法

在协同应用的背景下,提出基于伪距信息的全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)双接收机抗欺骗干扰检测算法。首先,建立真实信号与欺骗干扰信号的信号模型,进而得到伪距双差模型。然后,利用卫星钟差计算公式得到卫星钟差双差计算模型。根据载噪比选择卫星信号,对测量伪距进行修正并利用最小二乘法进行导航定位解算,得到载体在ECEF坐标系中的位置。由测量伪距结合导航电文计算得到卫星的位置,进而得到卫星与载体之间的距离。最后由伪距双差、卫星与载体的距离双差以及卫星钟差双差计算得到误差值,基于误差值的明显差异性实现对信号的检测与判别。利用双接收机进行实际试验并结合Matlab进行仿真实验,仿真结果验证了算法的有效性和可行性,对试验中的欺骗干扰信号均能有效识别。     

基于平方根UKF的双星编队相对状态自主确定

基于AFF技术,提出了一种利用类GPS敏感器进行星间测量的双星编队相对状态自主确定算法。该算法以双星编队相对轨道和相对姿态运动方程为状态方程;为消除系统误差和钟差的影响,用同一卫星不同接收天线之间的伪距观测值的单差来构造测量方程;为保证协方差阵的正定性,提高计算精度和速度,应用平方根UKF滤波方法进行双星编队相对状态的自主确定。仿真结果验证了所给出方法的可行性和有效性。     

基于因子图协同定位辅助的单星定位方法

在诸如行星探测,战争损毁等导航星座拒止环境下,单星定位系统可以快速部署为目标提供定位支持,但单星定位系统较大的定轨误差导致定位误差较大。针对上述问题,提出了一种基于因子图协同定位辅助的单星定位方法。首先,通过多组卫星不同时刻的伪距差值构建定位双曲面为定位目标提供连续定位并减小卫星和接收机钟差的影响;其次,利用多个定位目标之间的高精度测距信息建立协作因子图,并利用该协作因子图辅助单星定位系统的定位结果,从而提高定位精度。将所提出的单星定位方法与现有的多普勒单星定位方法和径向加速度单星定位方法从卫星定轨误差、测距误差和定位误差3方面进行对比。仿真结果表明,所提出方法的定位误差仅为其他两种方法的1%～10%。     

无源北斗/惯导组合导航算法研究

针对北斗卫导/惯导组合导航系统设计组合导航卡尔曼滤波定位算法,并对组合导航算法的可观性进行了分析,提出了引入伪距率和前后滤波伪距之差作为观测量改善组合导航系统的可观测性。基于高稳定度的用户时钟,通过仿真验证了伪距率和前后滤波伪距之差观测量都能提供伪距不能提供的额外观测信息,都可以将钟差由不可估计变为可估计,改善组合系统的稳定性,并且提高丢星时的滤波定位精度。因此,在北斗/惯导组合导航系统中引入伪距率或前后滤波伪距之差做观测量是必要而可行的。     

基于合作目标的外辐射源雷达发射站直接定位

外辐射源雷达利用已知位置信息的第三方发射站发射的信号作为照射源,对运动目标进行探测定位。但在实际应用中,发射站精确位置信息往往难以预先获取,给外辐射源雷达在未知环境中的快速应用带来困难。为了解决该问题,将已知轨迹的无人机作为合作目标。利用实时获取的无人机位置信息,建立了发射站位置未知时的目标直接定位模型。并进一步构建了基于目标位置的代价函数,从而实现对发射站位置的精确估计。该方法不仅可以克服常用两步定位算法中存在信息损失的不足,可达到更高的定位精度,而且利用了外辐射源雷达直达波信号,较传统直接定位方法性能更优。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。     

非平稳时序分析在GPS伪距观测值建模中的应用

伪距观测值的仿真建模在GPS系统分析、误差消减等方面有很广泛的应用,原有的一些建模方法得到的仿真结果误差不能满足特定应用的需要.为此,提出了一种利用非平稳时间序列分析的方法,以达到减小仿真误差的目的.该方法通过对实际采集的GPS伪距数据的特征进行分析,采用自回归-求和-滑动平均(ARIMA)模型建模,并运用逆函数法对模型参数进行估计,最后通过Matlab编程进行了仿真,仿真结果表明利用该统计模型得到的仿真伪距与实际测量值的误差不超过3米,得到了较为满意的效果.     

GALILEO原始观测数据仿真研究

对GALILEO卫星的运动情况进行了模拟,进而仿真出其全星座卫星系统.分别采用NeQuick模型和Hopfield模型分别对电离层误差和对流层误差进行了模拟.参照GPS对GALILEO卫星钟差和接收机种差进行了模拟.计算各颗GALILEO各卫星的Doppler频移以及对各颗卫星的伪距和载波相位观测值,最后生成RINEX观测文件.生成的观测文件能反应GALILEO观测的实际情况,是进行GALILEO/GPS组合导航以及载波相位模糊度解算等后处理研究的基础.     

对SAR-GMTI的大区域遮蔽有源-无源协同干扰方法

针对合成孔径雷达动目标检测(synthetic aperture radar-ground moving target indication,SAR-GMTI)系统无源干扰不够灵活和有源干扰不够稳健的问题,提出一种对SAR-GMTI的大区域遮蔽有源-无源协同干扰方法。该方法中无源干扰的实现是利用旋转角反射器L形排布,有源干扰的实现是利用运动调制-间歇采样复合干扰,并以无源干扰作为有源-无源干扰的主体部分,有源干扰协同工作作为无源干扰的补充。由于有源干扰协同工作弥补了无源干扰的干扰对消区,因而能够实现对SAR-GMTI的大区域遮蔽干扰效果。建立干扰模型后,对有源-无源干扰效果进行详细分析,并给出了最佳协同干扰时的参数设置方案,仿真实验证明了此干扰方法的正确性和对SAR以及SAR-GMTI干扰的有效性。     

利用互模糊函数联合估计的双星高精度定位技术

针对高精度双星定位系统对参数测量精度的需求,围绕解决高精度时差/频差测量的技术问题,建立了利用双星对地面辐射源定位模型,通过定位精度分析,给出了高精度定位对时差/频差测量精度的要求。通过分析高精度时差/频差测量的各种方法和技术途径,提出了一种利用互模糊函数进行时差/频差联合估计的方法。仿真实验结果表明该方法可以适应各种脉冲信号类型,测量精度较高。     

基于小波变换的卡尔曼滤波卫星授时方法

为了提高RNSS授时精度,提出了采用基于小波变换的卡尔曼滤波算法对用户时钟钟差,钟漂及老化率进行估计,预测出了用户时间与系统时间的差值并实时调整采样时刻的闭环授时方法.建立了用户时钟仿真模型和观测误差仿真模型,用STK软件辅助产生卫星的实时三维位置和速度,对提出的方法在某混合轨道导航系统下进行了仿真,结果表明所提出的方法有效地提高了授时精度,并保持较高的稳定度.