北斗一号卫星信号高灵敏度捕获方法

研究在复杂环境下弱北斗一号卫星信号的捕获方法.利用北斗一号卫星在同一频率上发射两个波束和帧头与卷尾组成已知连续信息序列的特点,可以对两个波束做长时间相干联合捕获.从增加捕获信号功率和减小非相干累加损失两个方面提高捕获灵敏度.仿真和实测结果表明,联合捕获方法可以捕获低于—133 dBm的信号,性能优于单波束串行搜索捕获方法.     

北斗导航卫星氢原子钟性能分析评估

星载原子钟是导航卫星最重要的载荷之一,负责星上时间基准的产生和维持.我国北斗三号导航试验卫星首次配置了23 kg级被动型星载氢原子钟,验证了氢原子钟的空间环境适应性和在轨性能,实现在轨运行误差小于1 ns/d.在北斗三号全球导航卫星系统中,氢原子钟已作为主钟应用至GEO,IGSO和MEO三类导航卫星,对系统的运行发挥至关重要的作用.本文从氢原子钟的机理和性能评估方法出发,比较了铷钟、铯钟和氢钟三类原子钟的性能差异,根据地面和在轨测试数据,给出氢原子钟在轨运行性能评估结果;最后利用卫星遥测数据建模,对氢原子钟健康状况和寿命进行了初步分析.     

北斗三号B1频点卫星导航信号的调制复用及实际接收性能

导航信号结构是卫星导航系统的核心技术之一,也是我国北斗三号卫星导航系统独立建设、自主运行的标志.本文分析了北斗三号B1频点卫星导航信号设计的需求与挑战,详细介绍了为满足北斗三号新一代导航信号性能提升、多样化接收以及与其他导航系统兼容与互操作等方面的迫切需求,我们为北斗三号主用信号B1C提出了一种新型的正交复用二进制载波偏移(Quadrature Multiplexed Binary Offset Carrier,QMBOC)调制技术,以及为解决北斗三号B1频点新旧两代和军民两类导航信号并存的重大技术难题,提出了一种通用的多频多分量导航信号恒包络复用(CEMIC)技术,并通过对北斗三号组网卫星实际播发的信号接收处理与分析,验证了新一代B1频点信号的先进性能.QMBOC调制和CEMIC复用构成了北斗三号B1信号的核心结构,在很大程度上决定了信号的时频域特性、接收性能及发射效率,目前已经部署在北斗三号所有的组网卫星上并开始向全球提供服务,成为北斗三号赶超世界先进水平的重要特征.     

基于FPGA的北斗卫星导航信号发生器设计

设计了一种基于FPGA的北斗B1频点信号发生器,通过MATLAB对北斗B1频点的C/A码、D码及其被扩频后经过QPSK调制的卫星模拟信号分别进行了仿真,使用Verilog HDL描述了信号发生器,并使用ISE对设计进行综合实现,使用Modelsim对信号发生器内的模块进行仿真.实验结果验证了设计的正确性和可行性,为信号发生器的最终实现提供了强有力的支撑.     

北斗卫星导航系统对定位测量数据的影响

北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航系统,然而北斗卫星导航系统对GNSS测量数据精度有何影响的研究较少,本文主要研究有无北斗卫星导航定位系统参与下,对GNSS测量数据的点位中误差及点位精度所带来的影响。研究表明,在有北斗的参与下,数据的点位中误差明显偏小,更接近已知点位的坐标,且数据质量稳定。     

北斗系统新体制信号质量监测指标及测试方法

卫星信号质量监测通常采用通用标准仪器、监测接收机和离线数据3种方式。对于新信号体制下的卫星导航信号,前2种方法存在分析指标不全、适应性较低等问题。在总结归纳传统卫星信号质量监测指标的基础上,重点对质量监测指标与信号伪距、载波相位、电文符号的关系进行理论分析与仿真计算,指标参数主要涵盖相关损失、相关峰、IQ正交性、载波伪码相干性等。最后,以离线数据分析的方法建立基于软件接收机的信号质量监测分析系统,并对北斗二号二期体制的试验信号进行质量分析测试。结果表明:该评估方法合理有效,可为提供北斗卫星全球体制的设计提供验证平台。     

GPS与北斗卫星导航系统异同分析

随着我国自主建设的北斗卫星导航系统已投入试运行服务,我国的综合国力大大增强.该文详细介绍了GPS与北斗卫星导航系统的系统组成、工作原理及功能.同时具体分析了GPS与北斗卫星导航系统的异同,指出了北斗系统的未来发展趋势.     

北斗三号系统互操作实现与性能分析

针对当前国际卫星导航应用从单一GPS时代发展到多GNSS(全球卫星导航系统)时代带来的新趋势和新要求,本文从星座互操作、信号互操作、时间互操作和坐标互操作四个方面开展北斗三号系统与其他GNSS系统间的互操作设计.在星座设计方面,北斗三号的星座轨道高度与倾角设计与GPS,GLONASS和Galileo三大系统的星座充分互补,全球导航卫星PDOP平均可提升37.9%;在信号体制方面,北斗三号通过相同频率相似频谱设计实现与其他系统的互操作,并签署了兼容与互操作协议,可确保用户在不改变硬件设计的情况下同时使用各大系统导航服务;在时间基准与坐标基准方面,北斗三号系统建立与维持了与国际上高度一致的基准体系,实现与国际UTC,GLNT等时差偏差保持在50 ns以内,并与国际ITRF 2014坐标参数精度保持一致.因此,北斗三号系统通过四个方面的努力,实现了与其他GNSS的互操作,可联合美俄等全球卫星导航系统为全球用户提供更优质的服务.     

中国第三颗北斗导航卫星成功发射

2010年1月,中国在西昌卫星发射中心用＂长征三号丙＂运载火箭,将第三颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步,卫星组网正按计划稳步推进。     

基于功能的资源三号测绘卫星应用分析

资源三号卫星于2012年1月9日成功发射,是我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星.资源三号上搭载的前、后、正规相机可以获取同一地区三个不同观测角度立体像对,能够提供1∶5万比例尺立体测图、1∶2.5万比倒尺地形图、高分辨率影像以及蓝、绿、红、近红外四个波段的多光谱影像.资源三号测绘卫星的成功发射对于提高我国的国土资源调查与监测的数据保障能力,推动地理信息产业发展,具有重要意义.     

用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟特性

本文介绍用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟主要设计特点和性能指标.铷原子钟频率稳定度主要取决于原子跃迁信号信噪比、电路噪声和原子体系的物理环境效应.为提高原子信号信噪比,物理系统采用了微波场方向因子高于0.9的开槽管微波腔和Xe气启辉的铷光谱灯,并采用了光学滤光和同位素滤光双重滤光方案.电路系统采用了低相噪微波链路,交互调制噪声对铷原子钟稳定度的影响被控制在4.9×10^-13/τ^1/2水平.通过工作参数优化,将物理环境效应对天频率稳定度的影响降低到3×10^-15以下.研制了高精度和甚高精度两型号星载铷原子钟.高精度铷原子钟典型指标为短稳1.5×10^-12/τ^1/2,万秒稳1.3×10^?14,天稳9.4×10^-15;甚高精度铷原子钟典型指标为短稳6.1×10^-13/τ^1/2,万秒稳7.1×10^-15,天稳3.9×10^-15.本文还分析了铷原子钟最新研究进展,预期铷原子钟的性能还可以进一步提升.     

环境一号卫星数据产品共享机制研究

在对国内外遥感数据共享现状综合分析比较的基础上,针对环境一号卫星数据产品海量性、多源性、异构性、应用复杂性等特点,提出相应的数据产品共享标准规范、共享平台和共享政策,为环境一号卫星数据产品的高效、广泛应用奠定坚实的基础,以达到最大限度地满足用户的多样性需求、加强环境一号卫星数据产品的公益性服务和国际市场服务的最终目标。     

“北斗一号卫星导航定位系统”在气象自动站中的应用

近几年来,福建省大规模建设气象自动站。在实际选点过程中,会出现由于GPRS/CDMA通信信号的盲区,造成符合气象观测环境的点被放弃;以及在建设及运行过程中,部分站点由于通信信号不连续,出现数据传输不稳定、数据传输率低下等问题。这些现象主要出现在高山、沿海、海岛以及省交界地带。引入新的通信方式即北斗卫星传输方式,可以弥补GPRS/CDMA通信方面对气象自动站数据传输方面的不足。     

电能质量数据质量对综合评估结果的影响分析

电能质量的综合评估建立在大量电能质量监测数据的基础上,监测数据的质量将直接影响综合评估结果。针对目前电能质量综合评估过程中未考虑数据质量的问题,首先,全面分析了当前电能质量监测系统中原始数据存在的典型数据质量问题,并根据电能质量数据特点提出相应的数据修复方法;其次,对不同数据质量问题可能对综合评估结果造成影响的过程进行理论分析,特别是对缺失数据进行量化评估的问题,引入符号数据处理方法实现完整计算;最后以南方电网某地区电能质量监测数据为实例对数据质量对电能质量综合评估的影响进行计算分析。结果表明:数据质量的好坏程度会对评估结果产生程度不一的影响。     

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。     

基于高分三号卫星的实时船舶检测算法

针对目前在轨星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)船舶检测主要基于地面处理平台,无法满足星上实时任务规划发展需求的问题,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)处理架构,设计了一套用于星上实时处理系统的SAR船舶目标检测算法.结合星载SAR对海观测典型参数指标,在现有处理平台架构上优化所设计算法,最终形成可用于星载SAR船舶目标实时处理系统的检测算法.通过高分三号的59幅SAR图像数据详尽的验证所设计算法的性能.测试结果表明,算法满足系统的可行性和时效性需求.     

北斗三号码观测值评估及定位精度分析

随着北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)完成全球组网,北斗三号(BDS-3)3个新频段观测值和定位精度需要评估。文章选取全球范围20个国际GNSS服务(International GNSS Service, IGS)组织的监测站数据,从信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)、伪距多路径(multipath, MP)误差和伪距定位误差方面综合对比BDS-3的6个频段码观测值数据。结果表明：6个频段的SNR从大到小依次为B2a+b、B3I、B2a、B2b、B1C、B1I;6个频段的伪距MP误差从小到大依次为B2a+b、B2a、B3I、B1C、B2b、B1I;B3I频段观测值定位精度最高,B2a+b、B2a频段定位精度相当,且优于B1C频段;目前接收机跟踪BDS-3新频段的可见卫星数相对较少,独立解算时误差较大,稳定性较差。研究结果可为BDS-3应用和发展提供参考。     

北斗二号/三号融合的分米级星基增强算法与性能分析

北斗卫星导航系统星基增强服务通过地球静止卫星向用户播发等效钟差、轨道改正数、电离层格网改正数和分区综合改正数等四重广域差分改正数,用户在此基础上利用载波相位观测值实现实时分米级的定位性能.本文介绍了分米级星基增强服务的参数匹配算法以及单频、双频用户精密定位模型.将系统播发的四重差分改正数应用于北斗二号与三号融合的精密单点定位,分析了不同频点及定位模型的系统精密定位服务性能.18个测站7 d的结果表明:北斗二号/三号融合的星基增强服务双频组合动态精密单点定位平均12.42 min收敛至0.5 m以内,收敛后的平均定位精度为平面0.15 m,高程0.2 m;相比仅使用北斗二号系统,不同定位模型收敛时间平均缩短了56.7%;而基于非差非组合的分区定位收敛速度更快,并且能达到与无电离层组合模型相同的精度水平.使用北斗电离层格网信息改正的单频动态定位PPP平均11.74 min收敛至0.8 m以内,收敛后的平均定位精度为平面0.2 m,高程0.3 m;相比使用广播星历电离层模型改正的结果,静态和动态定位平均收敛时间分别缩减了21.4%和25.2%.