基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）与“北斗”定位导航系统（Beidou Navigation Satellite System，BDS）的双模导航能够提高定位稳定性与精确性，但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理，极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题，提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现，从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明，在不同的单通道硬件设计下，利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号，并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。     

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点，目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法，提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点，该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延，使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍，并随时间自适应动态调整转发时延，使得欺骗检测失效，进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

ADC量化位数对阵列天线GNSS接收机的影响

在处理全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）卫星信号时,针对模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）量化位数不同导致输出的信号信噪比下降的问题,推导了阵列天线波束形成后输出信号的信噪比理论计算模型,分析了ADC量化位数对阵列天线抗干扰GNSS接收机的性能影响。在7阵元天线且ADC量化位数为10的条件下,理论模型分析和数据仿真结果表明最大抗干扰能力约为85 dB。通过确定ADC量化位数与抗干扰GNSS接收机抗干扰能力之间的关系,其结论为工程应用中抗干扰GNSS接收机的ADC选型和设计提供了理论依据。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

七通道抗干扰GNSS接收机射频前端设计

针对目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)普遍存在的抗干扰能力弱的突出问题,研制了一款七通道抗干扰GNSS接收机,通过利用多模组合导航抗干扰技术及级联/组合空域、时域与频域等多重抗干扰技术来应对复杂电磁环境应用的需求。重点介绍了抗干扰GNSS接收机射频前端的设计方法,通过数理推导给出了产品设计需求与整个射频前端及各级电路的设计指标之间的定量关系,从而提供了在已知设计需求的条件下进行产品正向设计的设计准则与方法。通过产品投产和测试,测试结果与设计需求吻合,从而验证了该套设计方法有效可行,同时该套准则与方法具有很强的普适性。与同类产品比较以及整机试验表明,该产品的抗干扰能力(主要体现为最大可承受干信比)较同类产品提升20 dB以上,证明产品具有一定的先进性。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位，不能及时消除跟踪误差，并且在弱信号条件下容易受到噪声影响，难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题，提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法，采用非相干预滤波器提取跟踪误差，并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明，与传统环路相比，频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%，高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%，并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。     

GNSS抗干扰技术综述

随着电磁环境的日益复杂、干扰技术的不断进步，全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的各类应用受到了严重阻碍，在强干扰环境中，扩频增益不足以对干扰进行有效抑制，需采用各种抗干扰措施。对GNSS抗干扰技术进行了分类，概述了不同抗干扰技术的研究现状及进展，并对GNSS干扰源与干扰类型进行了归纳总结，给出了不同干扰类型对应的抗干扰方法，进一步对比分析了几类常见自适应算法的性能，最后指出了GNSS抗干扰技术未来的研究趋势。     

基于ADS-B报文的“北斗”便携式终端实现

针对单个广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，ADS-B）发射机传输距离受限、多地面站组网复杂以及成本较高等问题，在分析ADS-B报文编码与解码算法的基础上，探讨了基于无线网络传输的ADS-B报文信息技术，并设计了基于“北斗”卫星导航（BeiDou Satellite Navigation System，BDS）/嵌入式控制器以及无线网络的便携式监视终端系统。利用实测ADS-B数据联合搭建的监视中心对算法和系统进行测试，结果表明数据传输稳定，实现了低空空域通用航空飞机ADS-B态势信息的网络传输功能，丰富了监视信息的链路传输方式，为低空通航飞行器安全飞行和全面监视提供了新的方法。     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

一种频率合成器的建模优化与电路设计

根据数模混合集成电路系统级和行为级快速验证的需求，设计了一种卫星导航系统射频接收机前端的频率合成器。传统行为级模型一般是基于理想环路进行参数提取，误差较大。为此，首先，分别利用MATLAB和Verilog-AMS对频率合成器建立理想行为级模型与非理想行为级模型，并根据行为级模型提取与优化的环路参数，采用SMIC 180 nm CMOS工艺设计仿真电路级频率合成器；其次，建立MATLAB噪声模型，对电路级各个模块的噪声进行拟合，评估频率合成器系统的整体噪声性能。所提出的频率合成器设计方法对电路级设计具有前瞻性的指导，并有助于电路级的设计优化。     

卫星导航系统上行注入的研究现状与发展趋势

上行注入系统是卫星导航系统的生命线,是卫星导航系统不可或缺的一部分。详细研究了国外全球卫星导航系统和区域卫星导航系统的上行注入方案：全球定位系统（GPS）正由GPS II阶段过渡到GPS III阶段,上行注入也从全球布站的单星直接注入方案转变为本土布站的基于星间链路转发的注入方案,“伽利略”（Galileo）采取了全球布站的单星直接注入方案,而俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）、准天顶卫星导航系统(QZSS)和印度区域导航卫星系统(IRNSS)采取了本土布站的单星直接注入方案。随着各大全球系统逐步研究、规划和开发星间链路,基于星间链路转发的上行注入方案势必成为全球系统的上行注入方案发展趋势,链路协同注入和高速传输也必然成为该方案的关键技术。     

GNSS接收机中载波和伪码NCO的设计

在介绍可配置载波数控振荡器（NCO）和伪码NCO工作原理的基础上,确定了基本参数并根据 参数设 计了载波NCO和伪码NCO基本结构,对设计的载波NCO和伪码NCO进行了硬件测试。测试结果表 明,该载波NCO和伪码NCO符合设计参数,可直接运用到可配置导航信号处理通道中以满足处 理 不同导航信号的要求,为下一步研究和开发GNSS接收机打下坚实的基础。     

弱信号下“北斗”接收机NH码的快速捕获

在全球卫星导航系统(GNSS)中，延长相关累积时间可以有效提高弱信号捕获灵敏度，但是“北斗”中圆地球轨道/倾斜地球同步轨道（MEO/IGSO）卫星信号的捕获性能很大程度上受到二次编码(NH)码的影响：调制NH码的信号在每一个码元周期(1 ms)内都有可能发生跳变，对相关累积时间造成一定影响，从而会导致系统捕获灵敏度的下降。为此，提出了一种针对NH码的码元遍历搜索算法，通过遍历累积时间内NH码的所有组合，消除NH码码元引起的误差。实验结果显示，所提算法可以在一定程度上提高卫星信号的捕获成功率，尤其可以至少提高2 dB弱信号的捕获灵敏度。同时，算法可以为信号跟踪提供更加准确的载波频率。     

一种组合导航系统的探讨

随着“物流热”在中国的兴起,一时之间大大小小的“物流公司”如雨后春笋 般涌现出来。他们之中大多数原来都是运输或仓储企业。这种转换也使得社会上 不少人认为物流就是简单的运输加仓储。实际上这是一种很错误的观念,这种观 念蔓延开来,必然会使真正的物流企业难以形成,同时也会直接影响中国物流产业 的早日确立。本文拟从储运企业与物流企业的区别入手,进而阐述储运企业在中 国物流产业培育过程中所应发挥的功能和如何实现这些功能。     

Galileo接收机多径抑制方法的改进

旁瓣是影响跟踪稳定性的重要误差来源。为解决这一问题,提出 了 一种改进旁瓣消除技术,与传统的旁瓣消除技术相比其在稳定性上具有一定的优势,有效改 善了跟踪的稳定性 。针对多径对GNSS系统影响这一问题,将改进的旁瓣消除技术与窄相关技术（NC）、高分辨 率相关技术（HRC）和早迟坡度技术（ELS） 3种多径抑制技术相结合,仿真结果证明改进后 的多径抑制技术能有效提高跟踪的精度和稳定性。     

紧凑五-五单元天线阵设计

设计了一个五-五单元微带贴片天线,中心层叠天线单元结合矩形贴片表面电流分布 原理,由独立馈电实现工作。分析了天线的驻波比、轴比、增益、天线单元间的隔离度, 以及天线两个工作频段之间的隔离。实现了BD(B3)(“北斗”导航系统B3频段)和GNSS(全球 导航 卫星系统)两个导航定位频率的组合。不同频段天线单元复合布局,减小了天线的总体尺寸 ,能够应用于小型多功能接收机中。     

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准：通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。     

卫星信号模拟器的发展现状与趋势

卫星信号模拟器作为卫星导航接收机开发与验证的必备工具,其相关理论研究与工程 应用具有重要学术意义和巨大商业价值。详细介绍了软件、硬件和混合架构三种卫星信号模 拟器的国内外理论研究和产品动态,总结了电离层误差、多径效应等主要误差模型的理论研 究进展和应用现状,通过对比指出了国内较国外在模拟器产品、仿真理论特别是误差模型理 论研究等方面存在的差距,最后对模拟器发展趋势进行了探讨和展望。     

卫星导航信号异常对信噪比的影响

研究了卫星导航信号异常对导航接收机信噪比的影响。根据卫星 导航异常信号3个2OS（Second Order Step）模型,即TMA(Threat Model A)、TMB(Threat Model B)和TMC(Threat Model C),分析了其相关峰特性,然后推导得到了3个模型下异常 导航信号信噪比与正常信号信噪比之差,并在模型参数取值范围内进行了数值分析。结果表 明,TMA模型信号异常会造成信噪比损失,而TMB和TMC模型信号异常在某些情况下则对信噪 比有增强作用,因此信噪比不能作为2OS模型卫星导航信号异常的监测手段。