基于零陷展宽并加深的高动态GNSS 抗干扰算法

为解决高动态下自适应抗干扰算法在零陷展宽后深度变浅的问题,提出了干扰扰动服从高斯统计分布的 零陷展宽并加深算法。该算法通过投影变换方法对数据进行预处理,提取采样信号中的干扰分量,并通过系数 加权增强干扰分量,在零陷展宽算法基础上构造新的协方差矩阵,最后利用功率倒置算法完成干扰抑制,达到 零陷展宽并加深的目的。仿真实验结果表明,在高动态条件下,所提算法在零陷展宽算法的基础上实现了深度 的增加,提高了零陷展宽抗干扰算法的稳健性。     

GPS接收机在高动态下的抗干扰技术实现

针对GPS接收机的功率倒置算法(PI)在高动态环境下的加权系数更新速度滞后于干扰入射的变化速度问题,提出基于零陷加宽的PI功率倒置算法,通过零陷的加宽对来向干扰的接触面积更大,能抑制干扰的角度范围更大。同时为了满足硬件平台的可行性,改进了基于零陷加宽的PI功率倒置算法,对协方差矩阵引入了与零陷宽度相关的矩阵T,一次权值更新只需计算一次协方差矩阵。仿真结果表明在高动态环境下,抗干扰的零陷增益达到68 d B。在DSP+FPGA的硬件平台上,一次权值更新时间只需6.3 ms,满足高动态的干扰入射角度的变化速度。     

高动态场景下GNSS信号自适应载波跟踪算法

相对于城市应用场景,在高速飞行器上搭载的GNSS导航接收机需要承受更大的载波频率动态范围,且测量实时性要求较高,对载波环路的高精度跟踪提出了更高挑战.为此,本文提出了一种自适应载波跟踪算法,在载波跟踪环路中引入模糊控制器,随载波的频率变化自适应调整环路参数,在保证动态适应性的同时提高了测速精度.所提算法利用载波跟踪环路测量值计算模糊控制器的输入变量,采用单输入单输出的Takagi-Sugeno模糊控制模型,实时计算环路滤波器调节系数,具有结构简单且易于实现的特点.本文分别在固定多普勒频率、线性多普勒频率和正弦多普勒频率的场景下进行了分析和仿真.结果表明,所提算法能够在飞行器和接收机间径向运动速度范围±10 km/s,加速度范围±30g,输入载噪比40 dB Hz的条件下,以1 kHz的频率输出径向速度测量值,且测量误差小于3 m/s(1σ).     

一种自适应高动态GMSK信号相干解调算法

针对最大加速度为20 g的高斯最小频移键控(GMSK)高动态调制信号解调技术展开研究.研究了高动态GMSK信号的捕获和跟踪技术,得到高动态环境下GMSK信号的相干解调门限和误码率性能.结果表明,最大加速度20 g、符号速率8 k波特、帧长4 192 bit条件下, E_c/n₀≥2 dB时可闭环锁相工作,相比无动态GMSK信号解调性能恶化约0.4-0.6 dB.随着符号速率的上升,高动态带来的性能恶化会减小.     

GNSS空频自适应处理观测量偏差抑制算法

空频自适应处理具有良好的抗干扰能力,在卫星导航接收处理过程中得到广泛应用. 但是常规的空频自适应处理会使导航信号的伪距和载波相位产生测量偏差,无法满足高精度差分定位需求. 针对该问题,提出了一种基于阵列响应的空频自适应处理观测量偏差抑制算法,通过计算各个频格中心频点的阵列响应,对各中心频点阵列响应的相位进行校正,同时使校正频点阵列响应的幅度保持不变,既减小了空频自适应处理对观测量精度的影响,又不改变阵列合成方向图的零陷位置和深度. 该算法能够对伪距偏差和载波相位偏差同时进行抑制,同时具有不影响算法自由度,对抗干扰性能无影响的特点,可满足高抗干扰条件下的高精度定位需求. 理论分析和仿真结果均验证了该算法的有效性.      

基于时频分析的GNSS连续波干扰检测

GNSS(Global Navigation Satellite System)信号在传播的过程中会受到各种连续波的干扰,以至于接收机很难根据GNSS信号进行准确的导航和定位。GNSS接收机接收到的信号是近平稳或者非平稳的,其统计量是时变函数。因此只了解信号在时域或频域的全局特性是远远不够的,还需要知道信号频谱随时间变化的情况。为了分析和处理非平稳信号,文章引入了时频分析的方法,利用其可以同时描述信号在时间和频率的能量密度和强度;通过短时傅里叶变换和Wigner-Ville分布分别处理被连续波干扰的GNSS信号,它们都能够捕获GNSS信号中连续波干扰的频率,再通过滤波器滤除连续波的干扰;利用Wigner-Ville分布和短时傅里叶变换,通过Matlab仿真分别检测GNSS信号中连续波干扰的频率,并比较两者性能的差异。     

一种用于高动态图像的自适应编码方法的改进研究

高动态图像亮度变化范围较大,当前编码方法采用DCT技术描述高动态图像信号的变换,无法准确描述图像细节、频率突变的高动态图像信号,导致编码后图像的极亮和极暗区域可视性低、细节不丰富。提出一种新的用于高动态图像的自适应编码方法,分析了高动态图像编码过程,通过小波变换实现高动态图像信号描述形式的自适应变换,对高动态图像进行多尺度分解,获取不同尺度的高动态图像信息,得到子带图像;对各子带图像的小波系数进行量化,以达到提高图像码率的目的。在此基础上,选用Log Luv(TIFF)编码方法,对高动态图像信息数据间的统计相关性进行滤除,完成高动态图像的自适应编码。实验结果表明,采用所提方法对高动态图像进行编码后,得到的图像质量较高;且在编码效率较低的情况下,仍能保持较高的图像质量,编码性能明显优于预测编码方法。     

一种可动态更新的高可用中间件框架

针对动态更新缺乏对分布式应用支持的缺陷,提出了一套可动态更新的高可用中间件框架,用于分布式环境中高可用服务的开发．它包含了一套灵活的动态插件管理框架,可完成单进程的动态更新,同时提供了一套分布式协作服务管理框架,来完成多进程协同服务的同步动态更新．通过实现服务可用性论坛提出的高可用应用接口规范,验证了该框架具有单进程及多进程同步动态更新的能力．     

实时高动态GNSS信号模拟器高精度伪距生成方法

针对伪距实时生成高动态GNSS信号模拟器的关键技术进行了研究,分析了现有真实距离计算方法的问题,提出一种改进的卫星-用户真实距离求解算法.该方法将航迹位置坐标作为用户位置输入,利用开普勒轨道根数计算卫星位置,实现GNSS信号模拟器的星座仿真与参量计算.在伪距计算过程中,为了精确计算真实距离,需要考虑在迭代过程中地固坐标系旋转造成的坐标值变化;在伪距生成过程中,提出一种基于三次样条函数的伪距三阶多项展开式系数的直接计算方法,避免了现存算法需要分别计算卫星、用户位置的高阶导数以及伪距误差的高阶导数等卫星-用户视向动态参数的问题,降低了计算的复杂度.同时也解决了现存算法无法精确计算视向动态参数造成伪距多项式系数计算不精确的问题,提高了伪距生成的精度.仿真结果表明,用该方法计算的伪距精度优于0.1mm.     

巨烈磁暴对全球GNSS观测信号的影响

介绍了一种GNSS L₁和L₂信号及测距码失锁率统计计算方法,并考察了不同卫星高度角对失锁率计算结果的影响.利用全球GNSS观测数据,分析了第23太阳活动周发生的两次巨烈磁暴期间GNSS观测信号的质量.结果表明:巨烈磁暴发生期间GNSS L₁和L₂信号及P₁和P₂码失锁率较平静日均显著增加,信号失锁主要发生在磁暴主相及恢复相前期.L₂失锁率明显高于L₁且失锁持续时间更长,表明L₂比L₁更易受到磁暴影响.GNSS 信号失锁率与磁暴指数SYM-H的高相关性表明信号失锁率的异常增加由巨烈磁暴所驱动.研究成果可为我国北斗卫星导航系统全球信号质量评估提供方法支持.     

GNSS软件接收机算法设计与仿真测试

从GNSS（global navigation satellite system）软件接收机的总体结构出发,阐述了GNSS软件接收机基本原理,设计了GNSS软件接收机的信号相关器及其工作流程,介绍了基于FFT的码并行搜索策略,在信号跟踪中详细给出了载波环路中的鉴相器和鉴频器设计。对于导航定位解算,讨论了各项误差的处理方法,包括钟差和简化的等效对流层误差模型,并给出了最小二乘法的具体实现步骤。仿真结果表明,软件接收机中采用伪码并行捕获方法、DLL环与FLL环辅助下的PLL环路算法可获得良好的效果。在考虑星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球自转引起的偏差等误差源的条件下,最小二乘法解算的单点定位结果满足要求。     

全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用

介绍了全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用,包括GNSS系统的组成、增强系统完好性的方法及GNSS在我国的应用现状,提出了GNSS在我国发展的建议。     

导航接收机数字化射频前端的设计与验证

针对传统导航接收机射频前端在实现多频点信号接收时复杂度高、灵活性差的问题,提出了一种基于直接射频采样的数字化射频前端设计方法．该方法针对整个导航频段信号主要集中在低频和高频2个频段的特点,将这2个频段视为2个整体的带通信号,通过多带通信号采样率选择算法选定射频直采的采样率;由于采样率较高,设计了一种滤波抽取网络来降低数据速率,它利用了射频直采专用A／D可输出半采样率数据的特性,最终实现了各频点导航信号的下变频和分离．该设计方法只需修改软件就可实现多频信号接收,使得系统灵活性大大增加．实验证明该方法是有效的．     

基于加权极速学习机室内高动态环境的定位算法

随着人们对室内基于位置服务的需求越来越大,室内定位的研究变得越来越重要.Wi-Fi由于其传输距离适中,在智慧城市发展的推动下,热点的覆盖也非常多.因此基于Wi-Fi的定位技术成为众多室内定位技术中最具有可行性的.面对室内无线环境高动态变化的情况,提出了基于加权极速学习机(W-ELM)的定位方法,实验证明该方法能够有效提高定位精度.     

基于分块子空间投影的无源雷达干扰抑制方法

为了解决GPS辐射源雷达各通道干扰抑制不彻底和计算量较大的难题,提出了基于分块子空间投影的干扰抑制方法,并对其性能进行分析.将回波通道的接收信号均匀分块后并行处理.首先,将信号投影到干扰子空间的正交补子空间内,完成多径干扰抑制;然后,给出强目标回波旁瓣干扰存在的判断准则;最后,将信号投影到强目标子空间的正交补子空间内,...     

基于SoC的GNSS接收机多系统兼容技术研究

分析了GPS,GLONASS,BD,Galileo多系统兼容的意义、可行性和关键问题,提出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容方法,通过中频采样技术、扩展时频二维展开的微弱信号快速捕获技术及基于存储码技术的相关通道、基于SoC的信号处理等方法,解决多系统在采样、捕获、跟踪、处理等方面的兼容问题;前端配备兼容型天线和射频,实现了多卫星导航系统兼容;并给出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容的实现结构及处理流程,搭建验证系统,实现了对各导航信号的兼容跟踪.     

GNSS导航型接收机动态单点定位性能对比测试方法

为改善接收机自身定位性能,提高市场竞争力,全球导航卫星系统(GNSS)导航型接收机研制过程中需进行大量的定位测试和对比分析.动态情况下,接收机运动轨迹和实际接收的卫星信号质量实时变化,因此,传统的信号模拟器仿真测试方法不足以真实地反映接收机的定位性能.为反映各接收机的实际动态单点定位性能并能进行接收机对比研究,设计了一...