基于广播星历的GPS伪距导航定位解算及分析

目前，国际上普遍采用Rinex标准文件格式进行GPS定位数据的处理，本文介绍了GPS测量应用中常用数据格式及格式说明，重点研究了GPS2星位置计算，测码伪距绝对定位的方法及误差源分析，对精度评定做了相关了解，采用了平差计算理论与方法对卫星伪距定位进行了最小二乘解算。     

伪码测距中精确估计测距误差的一种解决方案

一般较为简易的伪码测距,测距误差通常不小于系统的时钟周期。本文在简易伪码测距系统中引入了GPS的码环鉴别器和码环滤波器。不同于GPS的是,对码环滤波器带来的滞后效应作了深入的分析,找到了规律,估计和补偿了滞后效应带来的误差,大幅度地提高了伪码测距精度。     

基于t检验的星基增强系统完好性数据核验

针对星基增强系统（SBAS）高完好性的服务需求，提出了一种SBAS广播参数用户差分伪距误差（UDRE）的完好性核验方法。利用监测站实测全球定位系统（GPS）和地球静止轨道（GEO）卫星信号，解析GPS电文和SBAS广播差分及完好性信息，对观测量修正误差得到实测UDRE，使用t检验成对二样本分析法验证给定置信区间内广播UDRE′与实测UDRE的符合性，从而完成伪距域完好性参数UDRE的核验。伪距域的核验避免了以往位置域核验计算量大、多卫星故障检测能力差的缺点，有更好的故障检测与隔离能力。采集日本多功能GPS卫星星基增强系统（MSAS）数据并对提出的t检验方法进行验证，结果表明，所建立的统计检测量能有效地反应被监测卫星广播UDRE参数的完好性，通过确定卫星99.9〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗置信度下的判决门限，对广播UDRE与实测UDRE判别，验证伪距误差的可信度。该结果验证了所提方法应用于UDRE核验的可行性，为SBAS完好性验证提供了技术支撑。     

一种GNSS多星座的抗差伪距单点定位算法

为抑制因导航星座间差异和故障卫星对多星座伪距单点定位产生的负面影响，通过分析多星座与单星座伪距单点定位的异同和多星座粗差探测方法，提出了在不同伪距质量下选择不同方法对伪距偏差状况进行估计，再基于平差理论、M估计和核函数构造三段式权值，实现能在不同环境下选择较优模型的对不同卫星赋予不同权值的新型抗差伪距定位算法。通过国际GPS服务组织（IGS）站点实测数据验证，该算法在不同情况下均能实现较高精度的定位结果，具有较优的抗差性能和定位精度。与传统抗差定位算法比较进一步验证了所提算法的优越性。相关结论对未来多星座定位算法的研究具有较大意义。     

FFT快速捕获算法在GPSC／A码与P（Y）码中的应用

一种快速、有效的GPS信号捕获方法是通过在整段数据上并行搜索伪码相位,对一段输入数字中频(IF)序列和一段本地复现伪码序列进行快速傅里叶变换(FFT)运算来实现。分析了用FFT实现循环相关及其在GPS C/A码捕获中的应用,采用整区间相关、扩展复现码折叠、叠加相加和叠加丢弃法实现P(Y)码快速直接捕获,用补零、线性内插、Sinc内插、平均相关和双倍长度补零法解决计算点数问题,用扩展计算点数方法解决由导航数据引起的相位反转、超长序列与短序列进行线形相关运算及用循环相关实现线形相关等应用中的具体问题。     

基于后验概率的伪码预测研究

卫星通信对抗是电子对抗的一个重要领域，由于卫星链路一般采用扩频技术，传统的干扰方法难以奏效。通过分析伪随机序列的伪随机性，提出了基于后验概率的伪码预测方法。该方法可以根据接收到的伪码计算其后验概率，并以此来预测随后的伪码序列。仿真结果表明，该方法对短码有较好的预测效果。最后，给出了预测方法在瞄准式干扰中的具体应用。     

基于AD9361射频捷变收发器的GPS伪卫星设计

为了搭建用于室内定位的伪卫星室内定位系统，设计了一个伪卫星用于发射模拟GPS卫星定位信号。从伪卫星的硬件结构的角度详细说明了该伪卫星的各部分硬件组成以及相应的功能。该伪卫星使用了AD9361射频捷变收发器将时钟小数分频、数模转换、信号调制、上变频融为一体，简化了伪卫星的硬件结构。介绍了该伪卫星生成的信号的具体结构，采用时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）技术使得接收机接收伪卫星信号时不会被阻塞。利用示波器、频谱仪和嵌入式逻辑信号分析仪Signal Tap对伪卫星进行测试，包括时钟频率、伪码、BPSK调制、TDMA技术等，结果表明伪卫星工作正常，其信号能被ublox正常接收，可以利用其进行下一步伪卫星组网用于室内定位。     

直扩/跳频测控信号伪码跟踪抗干扰性能分析

研究了直扩/跳频测控信号伪码跟踪的抗干扰性能,通过加权处理使其归结为分析 干扰条件下直扩信号伪码跟踪性能。采用鉴相曲线的过零点偏移表示干扰对跟踪的影响,推 导了伪码跟踪的最大干扰误差表达式。以单音信号作为输入干扰,对最大干扰误差进行了理 论分析,得出了音频干扰对伪码跟踪的影响规律。仿真结果表明,理论分析与仿真结果吻合 较好,验证了理论分析的正确性。     

短码、周期长码直扩信号伪码序列盲估计

针对短码、周期长码直扩信号在不同的时延下伪码序列估计问题，提出了一种基于奇异值分解的盲解扩算法。在已知信息码元速率和伪码周期条件的前提下，算法首先把接收到的直扩信号按照一定长度进行分段构成相关矩阵并对此矩阵进行奇异值分解得出信号子空间，然后根据信号子空间和伪码序列的模糊关系，利用求解的模糊酉矩阵和特定约束条件（如m序列）去其模糊性，最终估计出伪码序列。仿真结果表明，该算法不仅解决了在不同的时延下估计伪码序列带来的问题，而且具有稳定性高、在低信噪比条件下有良好的估计性能等优点。     

FFT辅助的部分相关码捕获技术的实现

FFT辅助的部分相关伪码快捕方法将沿码相位-多普勒频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于中低轨卫星.文中介绍了该方法的基本原理、性能分析和实现方案.实验结果表明,在大多普勒频偏下FFT辅助的部分相关码捕获方法是一种性能优良的伪码捕获方法.     

GPS/INS超紧致耦合压制干扰能力分析

GPS/INS超紧致耦合;GPS军码接收机;压制干扰;信号参数优化;失锁干扰功率;有效干扰范围     

BOC信号的伪码周期和组合码盲估计

针对在低信噪比下存在残余频偏的BOC(Binary-Offset-Carrier)调制信号的伪码周期以及组合码（扩频序列和副载波序列的组合）盲估计问题,提出了功率谱二次处理结合矩阵分解的方法。该方法首先对存在残余频偏调制的BOC信号进行二次功率谱运算,所得二次功率谱中会在伪码周期及整数倍出现尖锐的脉冲,通过检测峰值间的距离估计信号的伪码周期,然后对信号采样并按伪码周期分段构成数据向量,计算相关矩阵并进行奇异值分解,最后搜索最大和次大奇异值以及对应的向量估计出组合码序列。仿真分析表明,该方法能够在较大频偏和较低的信噪比下达到较精确的估计性能。相关研究对于从事卫星导航接收机设计的工程技术人员具有一定的参考价值。     

一种改进的民用GPS异步欺骗技术

针对民用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)欺骗中存在的欺骗信号伪码相位同步问题,通过欺骗建模分析得到了主要误差来源于探测系统定位精度。基于传统单路滑动牵引入锁技术,理论分析了功率损失主要来源于载波偏差。针对工程应用中欺骗信号构造时初始码相位超前滞后的不确定带来的欺骗起效时间二值性,提出基于码片误差滞后扩展处理的改进技术,并利用多路并发滑动优化单路滑动时间过长问题。通过软件接收机、商用接收机实验验证了改进的滑动入锁技术在实际应用中具有欺骗起效时间短、欺骗更可靠的特点。该研究成果可为民用GPS欺骗技术研究人员提供参考。     

基于MDBZP 的C/A码信号高灵敏捕获算法

卫星信号的捕获是GPS接收机信号处理的首要任务。针对在微弱信号的情况下传统捕获方法不能很好地捕获到卫星信号的问题,提出一种改进的二倍分组块补零（MDBZP）方法为高灵敏度GPS接收机提供理论依据。该方法将连续相干积分分解成普通循环相关和随后的傅里叶变换来产生不同的多普勒频移搜索,并针对连续积分跨越多个导航电文数据位的情况给出解决方案,同时考虑了多普勒效应对码长造成的影响。仿真结果表明,此方法对低至15dB-Hz的微弱信号C/A码信号仍有较好的捕获能力。最后给出了不同载噪比情况下所对应的检测信噪比。     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

基于C/A码辅助的GPS M码信号盲解调

针对GPS M码信号受到C/A码和Y码信号的干扰难以直接进行解调的问题,提出了一种基于C/A码辅助的M码盲解调方法。利用解调后的C/A码信号校正信号频偏,通过I/Q支路分离实现将C/A码信号与Y码、M码信号的剥离,最后利用M码信号的特点进行相参增强进一步提高性能。实采数据的解调实验证明了所提算法的可行性。     

伪噪声时频编码通信信号LPI/AJ性能分析

在基于时频编码抗衰落通信的基础上，把噪声编码通信技术运用到时频编码中，提出了采用随机的比特流实现多个PN码、多个频率、多个时隙的伪噪声时频编码的新途径，显著地提高了伪噪声时频编码信号抗干扰、低截获概率性能。在进行伪噪声时频编码信号设计的同时，给出信号性能详尽论述和数学分析，并通过计算机仿真验证了该方法的可行性和正确性。     

基于谱相关的CBOC信号参数盲估计

针对低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)调制信号的参数盲估计问题，提出了利用谱相关对CBOC信号进行参数估计方法。首先给出了CBOC信号模型，然后根据CBOC信号的数据通道和导频通道之间有良好的正交性特点，详细推导出其谱相关函数可以化简为两个BOC信号谱相关函数的叠加，最后根据CBOC信号循环频率截面的特点进行峰值检索后，实现对伪码速率、载频速率和副载波速率的盲估计。推导结果和计算机仿真分析表明，该方法可以实现在低信噪比下对伪码速率、载频速率和副载波速率的有效估计。     

飞行器目标监控系统抗干扰技术研究

飞行器目标监控系统是飞行器实现可靠飞行的重要技术保障。研究了飞行器目标监控 系统的工作机理,分析了监控系统抗干扰性能,提出了具有高抗干扰容限的伪码组合扩频技 术。仿真实验结果表明,采用伪码组合扩频技术可提高通信系统的抗干扰能力。