一种高动态低信噪比卫星导航信号捕获方法

为提升高动态低信噪比环境下卫星导航信号的捕获性能,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)及部分匹配滤波(PMF)的捕获方法。在该方法中,接收机首先利用PMF对接收信号做分段相干积分,随后借助快速傅里叶变换(FFT)对分段积分结果做离散快速FrFT,最后通过检测FrFT输出的峰值完成信号的捕获。由于具有多普勒频率变化率的卫星导航信号在FrFT后呈现能量聚焦特性,所提方法能够显著提高信号的长时间相干积分增益。同时对所提算法的捕获概率、平均捕获时间以及算法复杂度等性能指标进行了理论分析及计算机仿真验证。仿真表明,与传统的PMF-FFT方法相比,所提方法能够通过延长相干积分时间的方式有效提升高动态低信噪比卫星导航信号的捕获概率、降低捕获时间。     

遗传算法在微弱GPS信号捕获方法中的应用

 研究了微弱GPS信号的捕获问题，以捕获时较低的虚警概率和较高的检测概率为目标，以累加时的粗捕获(C/A)码周期数和导航数据数，以及捕获门限等参数为决策变量，应用遗传算法(GA)来解决这一多目标优化问题。仿真结果表明，该方法能够有效地解决所提出的问题，所得解能够优化捕获时欲选取的参数，从而提高捕获性能。     

一种限定虚警概率的PN码捕获自适应门限估计算法

提出了一种限定虚警概率的PN码捕获的自适应门限估计算法,首先在对判决变量的统计特性分析的基础上,计算出了判决门限的有偏估计量;然后分析了估计偏差对捕获系统检测概率和虚警概率的影响;最后,计算机仿真表明,在限定虚警概率的前提下,捕获系统在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下具有较高的检测概率,自适应门限的估计方法易于实现,且适合工程应用。     

GPS接收机数字码跟踪环性能研究

建立了伪码捕获和跟踪过程的数学模型;推导出了伪码捕获的检测概率和虚警概率,提出了改进的双Dwell搜索方法;对一阶、二阶、三阶DDLL的动态跟踪性能及输入随机噪声影响进行了定量分析。研究结果表明,双Dwell搜索方法能显著缩短平均捕获时间,应根据不同的系统动态特点,选择不同的环路参数,以优化码跟踪环的特性。     

一种低复杂度的极低信噪比高动态信号载波粗捕获算法

 针对传统的时域匹配平均周期图算法计算复杂度高的问题,对极低信噪比高动态信号的载波粗捕获算法进行了研究,提出了一种改进的带有补零的频域移位平均周期图算法。该算法采用多速率频域移位运算简化了多支路多普勒变化率匹配,与原算法相比,其计算复杂度降低倍数为匹配支路数与补零倍数之比,捕获性能几乎不损失。给出了算法中影响捕获性能与计算复杂度的关键参数设计方法。在信噪比(SNR)为－41 dB(载噪比C/N₀=18 dBHz)、载波多普勒频偏为－300～300 kHz、多普勒变化率为－800～800 Hz/s、码速率为20 bps条件下对两种算法进行了仿真,结果表明在基本满足后级载波跟踪需求条件下,即频偏精度均达±12 Hz时,多普勒变化率精度均达±25 Hz/s,捕获概率都在90%以上时,改进算法捕获时间比原算法增加了8%,计算复杂度降低了70%。     

影响GPS信号C／A码捕获的因素分析及改善方法

通过特定设计的软件测试平台,对自主研制的软件GPS接收机进行了捕获性能的测试分析,得到了捕获性能与信噪比、虚警概率等因素的关系。最后给出了实验数据和分析、改进方法,为软件GPS接收机的开发和研制提供了重要的技术参考。     

基于层次分析法的直扩信号安全性能评估模型

在综合直扩信号风险分析、截获方法的基础上，率先对直扩信号安全性能评估模型进行了研究，建立了基于AHP（AnalyticHierarchyProcess，层次分析法）的直扩信号安全性能评估模型，详细给出了直扩信号安全指数的计算过程，并对多种直扩信号的安全指数进行了仿真。仿真结果袁明：评估方法有效；提出的模型可以定量评价不同直扩信号的安全性能，为直扩信号的安全性设计提供定量的依据。此外，还提出了卫星测控直扩信号的安全等级分类原则和卫星安全等级要求。     

宽带数据链路中的帧同步技术研究

文中对宽带数据链路中的帧同步技术进行了研究。采用QPSK调制解调时,数据帧中同步字采用两个重复的符号长度为16的恒幅零自相关(CAZAC)复序列,通过检测两个CAZAC同步字来确认系统处于失步或同步状态。分析结果表明,基于本文给出的同步字的数据帧格式在进行帧同步检测时,在引入帧同步校核系数(α=2)和帧同步保护系数(β=8)后,平均同步捕获时间很短;且一旦系统处于同步状态,其发生失步的概率极小。     

卫星光通信APT控制系统H∞设计

 捕获瞄准跟踪(APT)控制系统的设计是影响整个星间光通信系统性能的重要因素。利用指向偏差的概率分布阐述了卫星光通信过程中捕获概率、跟踪误差及误码率受卫星平台振动和终端装置参数摄动的影响,通过功率谱分析了卫星平台振动在低频段、对象不确定性在高频段对指向偏差的影响,并对其进行了模型化分析。采用H_∞控制混合灵敏度设计方法同时抑制干扰和处理受控对象不确定性问题进行控制器设计。仿真验证表明该方法得到的控制器对平台干扰具有抑制力,对对象摄动具有鲁棒性。     

一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法

针对空-地测控链路的特点,本文提出了一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法,通过采用具有良好正交性能的两路伪随机序列对基带信号进行直序扩频和正交调制,并优化捕获跟踪算法,有效提高了系统的天线捕获跟踪性能.经测试验证,该方法具有抗干扰、捕获速度快、跟踪效率高等特点.     

扩频系统中伪码防错锁技术研究

针对扩频系统中出现的伪码错锁问题,分析了产生伪码错锁的原因,根据伪码自相关性和互相关性特点,从伪码捕获策略、错锁自动判决策略等角度研究了伪码防错锁措施：选择自相关性和互相关性尽可能好的码;合理设置捕获门限;减小多普勒捕获范围;采用并行伪码捕获方法,并在捕获过程中防止载波错捕现象发生;单独建立验证通道,进行相关值比较判决等。实践表明,采用文中方法可提高正确捕获概率,缩短捕获时间,从硬件设计上有效解决了伪码错锁问题。     

基于HSP50110、HSP50210和FPGA的机载超短波电台接收通道设计

介绍了基于软件无线电原理利用Intersil公司下变频芯片HSP50110、科斯塔斯环芯片HSP50210和FPGA芯片EP1C12实现的某机载超短波电台数字扩频接收机通道,它可以完成AM、FM、FSK、PSK等常用调制方式的下变频、同步、解调及伪码的快速并行捕获与跟踪。系统带宽8．1218MHz,用FPGA实现了一种新的全并行捕获延迟锁定环算法,捕获时间不大于一个伪码周期,抗干扰容限大于80dB。     

卫星测控直扩信号安全性能评价体系研究

为了定量评估直扩信号的安全性能,在给出卫星测控直扩信号安全防护定义的基础上,对卫星测控直扩信号安全性能评价指标进行了研究.在深入分析直扩信号典型威胁的基础上,提出了等效码长、调制指数、码速率截获因数、等效码长截获因数、码序列截获因数、干扰因数等衍生指标,分析、仿真了它们的影响因素,得到了它们与基本指标的关系,初步建立了直扩信号安全性能评价体系,为后续安全性能评估打下基础.     

基于DSP的高动态数字解扩接收机的研究

讨论了高动态、低信噪比、长伪码序列扩频信号的伪码捕获、跟踪、载波跟踪与数据解调方法。提出了一种基于高速数字信号处理技术和现场可编程逻辑器件 ( FPGA)的全数字高动态解扩接收机方案。     

弹道辅助的弹载接收机伪卫星信号快速捕获方案

 为实现导航式弹道修正弹在高动态环境下对导航信号的快速捕获且摆脱全球定位系统(GPS)的限制,提出了一个完整的基于伪卫星区域定位系统的弹载接收机信号快速捕获方案。首先利用期望弹道辅助获得多普勒频移初始值以缩小多普勒频移搜索范围,然后采用改进的搜索策略进一步减小多普勒频移搜索时间,最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近采样点的数据以提高低频采样下粗捕获(C/A)码相位的测量精度。算法分析及仿真结果表明,所提方案能有效缩短多普勒频移搜索时间,提高PN码相位测量精度。     

Acquisition of Pseudonoise Codes in FH Systems

Acquisition schemes for acquiring pseudonoise (PN) signals in a frequency hopping (FH), spread spectrum (SS) system are presented. For the purpose of acquiring the PN code the received signal is modeled by an autoregressive (AR) process. The parameters of the AR process are determined by identifying a related set of parameters called the partial correlation coefficients. The power spectrum of the received signal and hence the PN code is estimated from the identified AR parameters. The high accuracy of the estimated PN codes permits the use of a simple error correcting logic to accelerate the acquisition process.     

扩频应答机码跟踪环的一种实现方法

讨论了一种伪随机码跟踪环的特性，分析了码相关间隔、预检积分时间、环路带宽及信噪比等参数对码跟踪性能的影响。该方案不仅能够对PN码相位的变化作出调整，同时对PN码多普勒进行跟踪，较适合于测控应答机中PN码跟踪环的应用。     

Short-time stability of proportional navigation guidance loop

Stability characteristics of proportional navigation (PN) guidance are analyzed by using the short-time stability criterion which is extended here to accommodate time-varying state weights and time-varying bounds of the state norm. As short-time stability is defined over a specified time interval, its application to the stability analysis of a homing guidance loop that operates up to a finite time gives more accurate results than previous studies. Furthermore, within the framework of short-time stability, zero effort miss and acceleration command, which are the most important variables determining guidance performance, can be directly related with guidance loop stability. An application to a PN guidance loop with a 1st-order missile/autopilot time lag shows that the stability condition based on short-time stability is less conservative than the previous results based on hyperstability and Popov stability