空间用Hg^＋频标

本文介绍以约束在线性离子阱中的Hg~ 离子为工作物质的空间用离子频标的设计要点。这种新型频标可以提供象氢原子钟一样的超高频率稳定度,重量却与NAVSTAR/GPS用的铯原子钟相当,约为11千克,所以非常适于空间应用。为了达到11千克的估值,文中将Hg~ 离子频标和现在使用的GPS铯频标进行对比。建议采取最近研制的延展型线性阱结构,从而使空间用的Hg~ 离子频标的物理部分的体积减小到与铯束管相近。在这种结构下,现有Hg~ 离子频标显示出的优于10~(-15)的频率稳定度将会保持甚至有所改善,并将具有比目前任何适合于空间使用的频标更高的频率稳定度与重量比。     

一种低轨双星雷达信号无模糊频差估计算法

针对低轨双星组合接收低脉冲重复频率(LPRF)雷达信号的频差(DFO)估计存在模糊的问题，提出一种基于时差差分的频差无模糊高精度估计算法，该算法通过对高精度的时差测量值进行中心差分获得无模糊的频差估值。仿真结果表明，新算法能对PRF低至300 Hz的雷达信号进行无模糊的频差估计，估计精度在信噪比高于15 dB时逼近克拉美劳下界，可有效扩大低轨双星时/频差定位系统对LPRF信号的适用范围。     

基于宽带信号的高精度时差估计算法

时差估计精度直接影响测向精度,传统时差估计算法受到采样时间间隔和解模糊算法的限制,无法进一步提高精度。对于宽带信号,通过时－频关系将时差估计转换为频率估计,继而采用基于时差搜索的离散傅里叶变换算法进行时差估计,其估计精度不受采样时间间隔的限制,能够适应较低信噪比。该算法运算简单,适于工程实现,可以实时进行处理。仿真结果表明,在一定的带宽条件下,该算法能达到较高的测向精度。     

同频双极化双路输出天线的设计

介绍两种新型的基于 GPS频段的同频双极化双路输出天线 ,用于接收 GPS卫星信号。它们的共同点是在一个天线上面同时输出两路信号 ,两路信号频率相同 ,极化方式不同。该天线非常适用于一些特殊的应用场合     

脉冲串信号的时差和频差估计新方法

针对脉冲串信号的互模糊函数多峰特性以及时差频差估计运算量大的问题,提出一种时差和频差联合估计新方法。该方法首先基于信号频差与时差变化率的关系,利用时差序列引导互模糊函数的时差频差搜索范围,然后利用脉冲串信号的时域稀疏特性改进了基于互模糊函数的时差频差估计方法。理论和仿真分析表明,该算法可有效抑制频差模糊,并在估计精度损失不大的前提下有效降低运算量。     

重频抖动脉冲信号分选研究

针对累积差值直方图法、序列差值直方图法对重频抖动脉冲信号的分选能力差,基于PRI变换的重复间隔估计算法计算量比较大难以做到实时处理的问题,对序列差值直方图法进行改进。利用交叠小箱法进行直方图统计,很好地兼顾了处理速度和重频估计的准确性,可有效分选重频抖动的雷达脉冲信号;在脉冲串检测时,将脉宽用作抖动重复间隔序列抽取的第二判决参数,增加脉冲检测的可靠性。仿真结果表明,在不明显增加运算量的情况下,序列差值直方图改进算法能很好地分选脉冲重复间隔抖动量10%以内的脉冲信号。     

基于卡尔曼滤波器的高动态GPS载波跟踪环

为解决传统锁相环( PLL)在高动态环境下对全球定位系统(GPS)信号的跟踪精度问题,将自适应渐消滤波和二级卡尔曼滤波相结合研究了一种新的自适应二级卡尔曼滤波算法,并且提出了一种利用新息协方差计算渐消因子的方法,通过自适应渐消因子在线调节误差协方差矩阵补偿不完整信息的影响,使滤波器在系统模型不完整或者噪声统计特性不准确时仍接近最优.基于自适应二级卡尔曼滤波算法提出了一种高动态GPS载波跟踪环的设计方案.仿真结果表明,提出的方案较传统PLL的跟踪精度有显著提高,频率跟踪精度提高到9.28Hz.     

基于漏泄同轴电缆的周界入侵系统定位技术研究

为了解决基于漏泄同轴电缆的周界入侵系统定位精度低的问题，提高周界入侵系统的性能，文章采用CST联合ADS、Matlab，构建了一套协同仿真软件系统，为基于漏泄同轴电缆传感器的周界入侵系统的精确定位功能提供仿真设计。通过协同仿真软件系统，计算有人入侵的接收信号与发射信号间的时延，得到收发信号间的频差；继而利用该频差仿真计算入侵者的位置，与预置的实际位置比较得到定位误差。定位误差的仿真结果及实测结果表明，该方法能将定位误差控制在1m以内，具有很好的定位精度。     

雷达侦察测频接收机性能仿真方法研究

提出了一种以威胁信号环境参数字(ESW)为基础的侦察测频接收机性能仿真方法。以搜索式超外差接收机为例,从信号截获概率和测频精度两个方面,对仿真的方法和数学模型作了介绍,给出了仿真结果。该仿真方法实现了单脉冲测频,方法简单、运算量小,具有一定的实用价值。     

一种基于聚类分析的跳频信号自动分选方法

为了从复杂电磁环境中分选出跳频信号,提出了一种基于聚类分析的自动分选方法。该方法首先将信号特征参数估计等效成聚类分析问题,估计测量集中所包含的信号个数及各信号的特征参数,包括载频、带宽和入射方向。然后根据跳频信号的跳速范围,通过对各截获信号的特征参数进行序贯聚类,剔除干扰,获得期望的跳频信号。仿真实验表明,所提出的方法能够从复杂环境中正确地分选出跳频信号。     

双天线GPS/MEMS-INS深组合导航方法研究

针对低成本惯性/卫星组合导航系统在复杂环境中易受环境干扰、航向精度较差等问题,对双天线GPS/MEMS-INS深组合导航方法开展研究。考虑不同信号强度下的跟踪特性,基于矢量延迟锁定环(VDLL)、二阶锁相环(PLL)、速度辅助的一阶锁相环,设计了分别适应强信号、弱信号、失锁状态的跟踪环路结构。同时提出一种实用的信号强度判别方法,防止失准通道参与导航滤波器计算,提高导航精度。为保证航向精度,使用双天线接收卫星信号,将双天线载波相位差加入到导航滤波器的量测量中。采用视线矢量水平投影变换,构造了隔离俯仰信息的相位差量测方程,在不对俯仰角造成干扰的条件下修正航向角误差。车载导航试验表明,所设计的导航系统可以在城市环境中提供连续、高精度的导航输出。     

一种高动态环境GPS信号的跟踪方法及实现

鉴于在高动态环境跟踪ＧＰＳ信号所遇到的问题，分析了高动态环境跟踪ＧＰＳ信号的基本方法，讨论了通过延时锁定环和载波辅助技术进行伪码跟踪的原理，重点研究通过３阶频率扩展卡尔曼滤波算法（ＦＥＫＦ）进行多普勒频率估计并进行载波跟踪的原理，模拟分析了ＦＥＫＦ算法的动态跟踪能力和频率估计误差，提出了一种适合高动态环境要求的ＧＰＳ信号跟踪方案     

时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计

针对传统星载铷钟备份设计中对铷钟状态判断不准确和主备切换时输出信号不稳定的不足,在分析时差测算铷钟指标原理和频率信号切换方法的基础上,提出了一种适用于时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计,通过GPS时差测算铷钟频率性能指标,以及无扰切换设计实现频率信号的稳定输出。地面试验表明,铷钟的准确度和稳定度指标测算误差小于5%,频率输出信号在切换时连续稳定,无突波干扰。研究结果可以为后续定位型卫星和导航卫星的高精度时频系统设计提供参考。     

GPS接收机精确授时技术研究

导航接收机定位后往往需要将计算得到的本地时与GPS系统时的时间差直接补偿到本地时间系统中,使得二者的时间系统达到同步,但是这种方式无法修正二者之间的频率差异,导致本地时钟在本地时修正后渐渐“漂离”了正确的系统时间,本文采用了DDS的方式控制本地时钟频率,在导航解算得到本地时偏差后,通过一个二阶滤波器,将滤波后的时间偏差...     

一种INS辅助GNSS高动态弱信号标量跟踪方法

为提高恶劣电磁环境下的高动态卫星导航接收机的干扰抑制能力,提出一种低成本INS自适应辅助标量跟踪环路方法。该方法以INS辅助二阶锁频环(IFLL2)算法为核心,采用INS/GNSS紧组合结果提高外部辅助跟踪环路的多普勒频率估计精度,以降低动态应力对跟踪环路的影响。建立了INS辅助锁相环和锁频环性能分析模型,基于该模型可知IFLL2对本地振荡器的抖动噪声抑制能力更强,可更多地降低跟踪环路带宽,故其性能优于INS辅助锁相环(IPLL)的性能。高动态仿真试验结果表明高动态环境下独立式三阶锁相环可跟踪载噪比为28dB Hz的GPS L1 C/A卫星信号,INS辅助最优带宽二阶锁频环算法可跟踪载噪比为19dB Hz的卫星信号,基于本算法的接收机的干扰抑制能力提高了9dB,与理论分析结果相当。     

GPSBIIF-1卫星L1频点QPSK VS CASM信号质量评估

为了评估GPS L1频点信号体制转换前后的空间信号质量，基于高增益天线接收系统采集数据，对相干自适应副载波调制(CASM)调制和QPSK调制信号质量进行对比分析。首先，简要介绍CASM调制模型，利用波形匹配技术求解L1频点授权信号伪码序列。其次，基于星座图分布和极大似然估计分别解决出QPSK和CASM调制信号分量功率分配难题。最后定量地利用相关特性参数中的S曲线过零点偏差(SCB)和相关损失(CL)对比分析L1频点信号体制转换前后各信号分量空间信号质量。该文结果可为不同信号体制下空间信号质量评估对比提供参考。     

惯性信息辅助高动态接收机捕获问题的研究

高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态栽体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间.本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出了惯性信息辅助接收机捕获的方法,着重分析了GPS接收机在冷启动和温启动的情况下有惯性辅助和无惯性辅助的平均捕获时间.结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显地减少接收机捕获的时间,提高接收机捕获的性能.     

GPS卫星有效载荷对抗技术研究

针对GPS卫星有效载荷的对抗需求,研究了GPS卫星有效载荷对抗技术。介绍了GPS卫星有效载荷技术的演化及其技术特征,根据GPS卫星系统的特点提出了基于伴星平台的天基反GPS卫星对抗系统方案,分析了GPS卫星信号的侦察和干扰技术。     

微弱GPS信号捕获算法研究

为了快速有效地检测到微弱的GPSC/A码信号,研究一种基于软件接收机的信号捕获算法,分析此算法的信号捕获性能。这种算法利用FFT和IFFT技术加快了捕获速度;针对预检测求和间隔里有可能包括数据位改变,讨论了交替的半个数据位选取方案和整个数据位选取方案两种解决方案。通过仿真分析证明,这种信号捕获算法具有更强的信号检测能力。     

32颗GPS卫星星座空间覆盖特性建模与仿真

GPS卫星要准确完成定位功能可见卫星数应不少于4颗.通过建立针对低轨、中高轨和大椭圆轨道目标卫星的GPS信号空间几何覆盖模型,利用Matlab计算针对低轨、中高轨和大椭圆轨道的可见卫星数,对目前美国32颗GPS卫星星座的空间覆盖特性进行仿真.仿真结果显示,32颗GPS卫星星座不仅可以对低轨目标实现全轨道覆盖,而且对中高轨和大椭圆轨道也有所覆盖,大大扩展了24颗GPS卫星星座的空间应用.