“北斗”卫星导航频率保护现状及对策

对卫星导航信号易受干扰的原因及其对系统正常运行产生的影响进行了分析,并介绍 了国际电联对卫星导航系统频率的划分和目前各主要系统对频率资源的使用情况。通过对国 际卫星导航系统委员会（ICG）,尤其是美国卫星导航频率保护方法的深入分析,结合对我 国“北斗”系统在运行中发现的几个干扰案例的原因分析,指出了我国卫星导航系统频率保 护所面临的严峻形势和主要问题,并根据我国的现实情况,探讨了“北斗”卫星导航系统保 护对策,为今后“北斗”卫星导航频率保护政策的制定提供了有益参考。     

“北斗”导航系统和无线电台在无人机监控系统中的应用

针对GPS系统为美国军方控制的现状,研究了以我国已具备区域导航定位的能力的“北 斗”卫星导航系统和无线数传电台为核心的无人机状态监控系统。系统以MSP430系列处理器 为控制单元,利用UM220“北斗”导航接收机获取无人机的状态信息,通过无线数传电台EL805 将机载信息发送至地面监控中心以及接收地面监控中心的控制指令,并利用虚拟仪器软件LabVIE W开发无人机监控平台,实现无人机飞行姿态的监控。引入范数的概念对“北斗”导航定位 性能进行分析。实验测试表明,该系统运行稳定,人机交互界面良好,信息化程度较高。本研究 对摆脱GPS,利用“北斗”实现无人机和通用航空飞机的导航和监控具有一定的参考价值。     

“北斗”卫星导航系统在低空空域监管系统中的应用

从GPS和“北斗”两套卫星导航系统入手,建立了低空空域监管系统,分为GPS定位、“北斗 ”卫星通信、低空空域飞行器机载设备、地面控制中心四大模块。随着新一代“北斗”卫星 导航系统的组网和完善,可以完全摆脱GPS,只利用“北斗”系统来实现低空空域的导航与 检测,建立一个产权自主、功能完善、管理便捷的监管系统,在解决高空交通拥堵难题的同 时创造巨大的社会经济效益。     

“北斗一号”卫星信标不同通道信号互扰分析和解决方法

分析了“北斗一号”信号强弱信号码自干扰对弱信号捕获所构成的影响,并将在GPS 中行之有效的一种连续干扰取消（SIC）方法应用于“北斗”。模拟及实测结果表明：强弱 信号强度相差高于15 dB时,“北斗一号”信号码自干扰已经不可忽视;当强弱信号强度相差超 过一定程度,弱信号会陷于完全的失捕或是误捕。采用SIC方法通过去除强信号解除码自干扰影响 ,使强信号下弱信号捕获得以实现且效果明显。     

低空空域通用航空飞机机载导航监视终端设计

针对通用航空飞机低空雷达监视存在盲区及广播自动相关监视（ADS-B）设备成本高的问题,提出以“北斗”卫星导航系统和移动公共网络通信相结合的低空空域通用航空飞机导航监视系统。系统利用“北斗”/GPS双模导航接收机获取载体位置等信息,通过移动公共网络通信系统和“北斗”卫星导航系统相互补充的通信机制可靠地将机载信息发送至地面指挥中心,并能够接收地面指挥中心的指令。考虑到“北斗”卫星导航系统通信资源的问题,系统设计了在移动公共网络通信处于盲区时导航位置等信息存储功能。系统具有成本低、与其他机载设备无电气交联等特点。相关成果对我国在低空空域通用航空飞机导航监视终端的研究具有一定的参考价值。     

厘米级“北斗”相对定位的试验验证

随着我国“北斗”卫星导航系统的发展,“北斗”精密相对定位的应用市场日益拓展。在动态对动态环境中,将基准站与移动站分别设在不同的车辆载体上,验证了“北斗”实时动态相对定位的精度。平台跑车和省道跑车结果显示水平相对定位误差和天向相对定位误差都在厘米级,表明“北斗”系统性能完全满足高精度应用的需求,能替代相应应用领域的全球定位系统（GPS）。     

基于BDS的ADS-B报文生成系统

目前国际民航组织（ICAO）和美国航空无线电技术委员会（RTCA）有关广播式自动相关监视（ADS-B）标准中的报文数据源均规定来自全球定位系统（GPS），而中国自主建设的“北斗”卫星导航系统（BDS）作为ADS-B数据源是必然趋势。设计了基于BDS的ADS-B报文生成系统的总体架构，利用BDS接收机接收的真实数据仿真生成了ADS-B的6种报文，并以空中位置报文的生成为例，详细阐述了报文产生涉及的关键技术以及报文的生成过程。通过运行集成后的ADS-B报文生成系统以及对所产生的6种报文的仿真验证，证明该系统总体设计思路合理，运行结果正确，可为基于BDS的ADS-B相关技术研究提供稳定可靠的ADS-B报文源。     

一种GNSS监测站选址模糊综合评价方法

全球导航卫星系统(GNSS)监测站位置布设直接影响导航系统的服务质量,因此监测站选址在GNSS系统建设过程中尤为重要。从视场、电磁干扰、多路径干扰、精度因子（DOP）值、电离层格网可用度、气象环境地质条件、政治军事安全、工作环境等因素对影响监测站选址进行了全面分析,并提出了一种“硬判决-软判决”相结合的模糊综合评价监测站选址方法。“北斗”卫星导航系统（BDS）监测站选址评估实例表明,该方法达到了监测站选址高效、精确的评估效果。     

GNSS空间覆盖性仿真分析

全球导航卫星系统（GNSS）对空间用户的应用价值在于GNSS信号对空间的覆盖性能，这不仅取决于星载信号发射器的信号辐射角范围，而且取决于用户自身的最小观测角。针对该问题，对GNSS空间覆盖性原理进行了分析，给出了判别依据，然后对GPS、GLONASS、GALILEO系统、北斗区域服务系统、“北斗”全球导航系统及“北斗”与其他GNSS组合共8种仿真方案，不同轨道高度用户的空间覆盖性进行了仿真。在实际应用中，可以根据仿真结果针对不同的应用任务选取不同的卫星星座或选取多星座互操作，以保证最大同时可见卫星数，从而更好地提升GNSS卫星星座的应用价值。     

基于多链路通信的通用航空地面监控系统设计

针对国内通用航空通信手段单一、活动目标监视数据匮乏的问题,提出了一种基于广播式自动相关监视（ADS-B）链路、“北斗”链路、移动通信链路的多链路通用航空（通航）通信监视系统。通航地面监控系统作为该系统中重要组成之一,承担着多链路数据接收、通航飞机信息处理和收集、航空器冲突检测、通航飞机信息智能分发等重要工作。考虑到地面对通航飞机飞行轨迹的无缝、及时、精确、连续的监视需求,提出了一种多链路自动切换与融合技术。通航机场现场测试证明：通航地面监控系统能够快速有效地处理3种链路数据,为通航用户提供实时、连续、无缝的通航飞机监视服务。     

基于GPS／INS与天线阵列的导航系统抗干扰设计与分析

详细分析了GPS/INS紧耦合模型的结构和数学模型,给出了相应的EKF算法。分析了单级MVDR(Minimun Variance Distortionless Response)波束形成技术的缺陷,建立了多级MVDR波束形成技术的设计模型。在此基础上,给出了基于GPS/INS与天线阵列相结合的导航系统抗干扰设计模型。最后对该系统的输出载波噪声比和位置误差进行了仿真分析,结果表明,单级波束形成技术由于受到自由度的限制,在多干扰存在情况下产生较大的距离误差,而多级波束形成技术可以有效抑制多干扰信号存在的影响,保证导航系统的可靠工作。     

基于软件无线电的GNSS干扰和多径监测系统设计

针对干扰和多径导致全球导航卫星系统（GNSS）不能精确、安全和可靠地提供位置、速度和时间服务等问题,分析了研制GNSS干扰和多径监测系统的意义,介绍了当前干扰和多径常用的检测方法,设计了一套针对当前四大导航系统（美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国BDS）各信号带内以及附近频率的干扰和多径监测系统。系统基于软件无线电（SDR）思想,采用模块化设计,具有良好的功能扩展性和配置灵活性。根据不同干扰的特点,结合实际应用改进了其检测算法：采用能量阈值法检测不同形式的压制式干扰,采用基于捕获多相关峰法判别欺骗式干扰,采取基于最大似然准则的多径估计延迟锁定环（MEDLL）技术估计多径信号的参数。实验结果表明系统能够有效检测各种干扰和多径信号的存在,使用户获取其特征参数,为干扰源的定位、查处、排除、规避以及多径信号的抑制提供决策依据。     

GPS干扰源抑制中的多用户检测技术

本文讨论了GPS干扰源抑制中的多用户检测技术。多用户检测技术将GPS信号中的窄带数字干扰作为多用户信号进行检测,从而在多个干扰源中提取出GPS卫星信号。文中首先给出了CDMA系统中的多用户信号模型,然后具体介绍了3种多用户检测器,并分析了它们的信号干扰比和比特误码率。     

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。     

射频干扰对消技术的系统设计与仿真分析

针对现有大型电子信息系统中同平台接收设备受到同平台发射设备的发射干扰情况 ,研究了可对消发射设备干扰的射频干扰对消技术。分析了射频对消技术的理论模型, 提出了射频对消技术的系统设计方案,重点研究了信号调整、信号检测和系统控制3个主要 单元的设计和系统控制算法。系统仿真结果验证了该系统设计方法的正确性。该系统设计方 法可用于进行后续的样机研制。     

cdma2000-1x系统中GPS时钟算法

本文从一个简单、完善的自动机模型出发,介绍了一种正确获取GPS同步时钟的方法,并将其应用于cdma2000-1x系统中。数学推导表明,采用本文提供的算法获取的GPS同步时钟可以有效减少由于GPS时钟硬件的不稳定因素而造成的时钟精度损失,并能周期性地校正所取得的GPS时钟,控制时钟误差精度在100ns范围内。此算法实现简单,计算结果表明,该算法可以大幅度提高时钟精度。     

林业移动电子政务系统框架研究

为了弥补给予固网的林业电子政务难于获取森林资源、地理空间等动态实时数据的不足,本文提出了基于遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、林业信息系统、短信息服务的5S技术的林业移动电子政务的基本框架和功能体系。     

INS/GPS紧组合系统PLL最优带宽的选取

在INS/GPS紧组合系统中,通过INS提供的多普勒辅助信息可以消除GPS跟踪环路的动态性,同时降低环路带宽来抑制热噪声的影响,从而提高GPS系统的抗干扰能力。环路带宽是跟踪环路的一个重要参数,不能任意选取,当GPS跟踪环路设置为最优带宽时,系统性能将达到最优状态。为了保持系统性能最优,首先对影响最优带宽的各个误差源进行分析,提出了易于实现的迭代最优带宽算法,最后进行了仿真实验验证,结果表明在相同动态下采用最优带宽比固定带宽的系统具有更高的抗干扰能力和更强的跟踪锁定性能。     

Q/V频段5G基站对NGSO星座系统地球站的干扰分析

针对Q/V频段5G基站对非静止轨道（Non-geostationary Orbit,NGSO）星座系统地球站的同频干扰问题,提出了一种5G毫米波系统与NGSO星座系统下行链路间的干扰分析方法。结合NGSO星座系统地球站天线指向的时变性,建立了基于时间离散的“拉远式”和“挖洞式”的动态干扰分析模型,并从强度和集总效应两个维度综合评估了系统之间的干扰情况。以OneWeb系统为例,仿真分析了不同保护距离下5G基站对OneWeb地球站的干扰情况。结果表明,在Q/V频段,当保护距离为50 m时,95%的时间内干扰余量不小于15.38 dB,5G基站与NGSO星座系统地球站有兼容共存的空间。     

基于USB的GPS数据采集系统

介绍了一种基于USB的GPS数据采集系统软硬件设计方案,以FPGA为该系统的控制 核心、CY7C68013为USB接口芯片实现FPGA与上位机之间的数据传输。针对FLASH中的坏块问 题,提出了一种FLASH坏块检测及管理方案。采用双缓冲技术,解决了采集系统中的数据丢 失问 题。该系统实时传输速率达4 Mbit/s,而且可支持更高的传输速度。