改进的GPS信号在混合操作模式下存在隐患

2005年9月发射的第二颗ⅡR-M卫星PRN17于同年12月开始传输GPS第二民用信号(L2C)。PRN17是首颗新一代GPS卫星,它增加了弹性功率(Flex power)的特性。美国空军称,这种特性提高了P码M码信号的功率,具备抗低强度干扰的能力。在启用弹性功率进行试验时,在很短的时间内有些用户便发现了一些与确定L2C和L2 P/Y相位关系有关的问题。用户在同时使用L1/L2/L2C GPS设备和传统的L1/L2 GPS设备过程中,在用改进型卫星(其运行模式的相位关系是变化的或未知的)继续解载波相位模糊方面会出现一些问题。这不只是弹性功率的问题,对于任何新改进…     

走向新世纪的GPS

1994年GPS就全面进入正式运行，该系统由对颗卫星组成，分别沿6个轨道平面运行，还有3颗卫星一直处于热备份状态，总计24颗。但在轨道上运行的GPS卫星总数实际上是变动的，1998年就有刀颗GPS卫星在轨道上运行。若将与赤道面呈55”倾角的平面算作第1个轨道面，则其他5个轨道面均以此为基础，被此各以60”角度相父。GPS卫星的核心是一个高质量的振荡器，它产生两个相关的波，即L频段的L；（1．57542GHZ）和Lp．2276GH幻。GPS的信息是由相位调制技术加载在上述二个频段上发射的。这些信息包括所谓的C／A码（只在L；上）和P码，或复…     

高功率放大器和带宽对恒包络导航信号的影响分析

随着GPS导航系统的现代化、伽利略和北斗导航系统的发展,为了提高频谱利用率,往往需要在一个频点上发射多路导航信号。非恒包络信号通过非线性放大器后,放大器的AM/PM效应会使导航信号的功率谱扩展,伪码相关函数畸变,造成跟踪精度的恶化。因此,多路导航信号的复合要进行恒包络处理,然而有限的带宽会使导航信号的恒包络特性恶化。首先建立导航信号非线性失真的一般模型,分析放大器非线性效应造成的星座图发散、功率损失与伪码跟踪误差;然后以伽利略系统信号为例,通过仿真给出伪码跟踪误差、功率损失与滤波器带宽、放大器功率输出回退之间的定量关系。研究结果对实际工程中导航信号带宽、放大器工作点的选取有重要的参考价值,对我国导航系统下行信号体制的设计有一定的借鉴意义。     

GPS信号的新近发展及其应用思考

GPS信号的新发展将为GPS信号接收机的功能改善提供运作基础,也将为构建物联网提供新思路。针对由30颗BlockⅡA/ⅡR、ⅡR-M和ⅡF卫星构成的现行GPS星座所发送的GPS信号进行综合分析,进而提出如何使用GPS信号新分量的两点建议:①巧用L2-C码和L1-C/A码实现高精度、高置信度的单点定位;②善用三个导航信号(L1、L2、L5)开创GPS动态载波相位测量应用新天地。     

导航战中GPS的电子攻防对抗研究

论述导航战的作用和应用范围 ,电子进攻的目标和电子防御的措施以及GPS系统中C/A码的扩展和P(Y)码的加密应用 ,新码的发展和抗干扰能力。并通过应用实例进一步论述对GPS接收机的干扰原理和干扰效果分析以及美、俄两国发展GPS干扰机的技术水平     

导航信号生成互复用技术研究

随着GNSS(全球导航卫星系统)的发展,需要在一个频段上发射多路导航信号,以提高频谱利用率.多路信号的线性叠加其包络是非恒定的,在通过高功率放大器时会产生AM/PM失真,从而引入定位误差.为了使多路复用后的信号保持包络的恒定,伽利略和GPS系统分别提出了互复用和CASM恒包络处理方法,并已经应用在其试验卫星上.对互复用技术进行了分析研究,得出了信号功率效率与功率分配之间的关系,并给出了功率效率最大化的功率配置方式和功率效率的下限.研究对GNSS中多路信号复用的恒包络处理有重要的指导意义.     

GPS转发式欺骗干扰原理与仿真研究

研究GPS转发式欺骗干扰的基本原理和理论模型,分析转发式欺骗干扰系统的实现结构,并通过仿真检测验证了干扰效果.仿真结果表明,对于无抗欺骗干扰措施的GPS C/A码接收机,转发式干扰机只需要很小的转发增益,即可达到干扰效果.     

多路导航信号恒包络处理技术

现代化的导航系统需要在一个频段发射多路导航信号以提高频谱利用率。直接组合的复合信号不是恒包络,在通过饱和状态功率放大器时会产生AM/PM失真,从而影响整个导航系统的定位精度。为了解决这个问题,需要增加互调分量,把信号处理成恒包络复合信号。文章在分析GPS和GALILEO系统导航信号恒包络处理方法的基础上,给出了我国导航卫星系统恒包络处理方法的建议。     

采用阵列天线的GPS接收机的多径抑制方法

提出一种新的用于阵列天线GPS接收机的多径抑制方法。考虑到通常GPS视线信号的来波方向与多径的来波方向不同,在每个导航数据符号位内测距（C/A）码重复,通过对阵列接收的信号矢量与它本身的延迟信号矢量互相关,提高接收机前端信噪比,再利用最大特征值法和前后向空间平滑技术准确地估计期望卫星视线信号（LOSS）的来波方向。最后综合多个GSC子阵列有效地降低了相关多径对码跟踪精度的影响。仿真结果显示,该方法能使接收机在与LOSS码同步前准确估计LOSS的角度信息,有效抑制相关多径,且鉴相结果准确。     

导航卫星天线收发系统耦合分析与仿真

导航卫星天线系统由接收天线系统和发射天线系统组成,发射天线系统为多频段工作模式。接收天线系统为单频段工作模式。当多个频段的信号经过发射天线系统后的三阶无源互调产物落入接收天线系统工作带宽内时,如果无源互调电平大于接收信号电平,则将严重影响导航卫星接收系统的正常工作。为此,应尽量提高发射天线与接收天线之间的隔离度,使已产生的无源互调电平得到有效衰减,从而不影响正常接收信号的工作。文章从微波网络JS散射矩阵出发,结合电磁场专用软件,给出了两种卫星平台上的发射和接收天线之间隔离度的仿真分析结果,为导航卫星天线布局提供依据。     

多载波相位编码新体制雷达研究与实现

针对传统相位编码雷达存在的多普勒敏感性,提出了一种基于正交多载波调制技术的相位编码新体制雷达。在该雷达体制中,调制码字对多路子载波信号同时进行调制,决定了发射信号的频谱结构。目标径向运动引起的多普勒频移表现为码元在频域的移位,从而保证了调制码字结构的完整性。目标回波信号解调得到的码字与参考码字进行相关处理得到目标速度信息,有效避免了多普勒敏感问题。文章讨论了该雷达体制的系统原理、波形综合和信号处理方法,提出了频域信号处理流程,分析了信号参数设计与系统性能。系统仿真和雷达外场试验表明了正交多载波相位编码新体制雷达的可行性。
     

基于FRFT的一类低截获概率雷达信号调制识别

线性调频信号、对称三角线性调频连续波信号与多相编码(Frank、P1、P2、P3与P4码)信号是一类具有线性调频特性的低截获概率雷达信号.为了识别这类信号的调制方式,分析了它们各自的时频分布特征,以及它们在分数阶Fourier域内的频谱分布特征.根据上述三种信号各自在参数(U,P)平面上的能量尖峰的分布特点,给出一种基...     

GPS信号的码相位与多普勒频率联合捕获

分析了PMF FFT码捕获算法在不同频偏下的性能,针对其频率估计精度较低引起的部分频偏下的检测性能下降,提出了一种改进的码相位与多普勒频偏联合捕获方法。首先基于部分匹配滤波(PMF)相关算法得到一组匹配滤波输出;然后在PMF FFT算法基础上提出了一种利用FFT幅度差求解的低复杂度高精度迭代频偏估计算法,并利用此高精度的频率估计值补偿PMF输出,进行相干检测,从而在提高频率估计精度的同时提高了信号的检测概率,实现了高精度的频率估计与码相位捕获的联合处理。仿真结果表明检测算法可以有效改善频偏估计精度,提升检测概率,并且具有极低的复杂度。     

基于双相关峰检测的C/A码伪距精密估计

采用软件无线电技术和数字信号处理技术，直接对A／D变换后的中频信号进行处理，并得到C／A码的相关曲线。利用曲线拟合方法对相关峰波形进行拟合，进一步确定相关曲线的峰值点位置。同时基于双相关峰检测的伪距估计方法，精确求解C／A码伪距观测值。利用自编的仿真程序包，在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明当信噪比大于26dB时，可得到毫米数量级的伪距估计精度，能够满足GPS模拟源系统高精度自校的要求。     

扩频码和数据速率选择对导航系统兼容性的影响

针对导航系统干扰计算以导航信号码片功率谱代替导航信号功率谱分析导航系统干扰大小,文章分析了数据速率、码速率和码长对导航信号功率谱的影响,提出了数据速率大于或等于码速率除码长时,可用码片功率谱代替信号功率谱：同时以CA码为例分析了真实码与替代码对系统内的干扰偏差。     

侦察接收一体式宽带数字接收机设计

传统的电子战接收机或雷达接收机无法识别同时到来的宽带雷达信号,只能依据测频参数移动频域接收窗口实现非实时宽带侦察或接收。提出一种新式的宽带数字接收机研制方案,利用多相滤波器组形式设计信道化接收机,从而降低硬件工作参数要求,实现真正的宽带侦察与接收。     

气象海洋卫星地面遥感站

气象海洋卫星地面遥感站主要是用于接收各类气象、海洋、环境卫星的遥感原始数据,并实现数据存储及相关数据处理,从中提取可用的空间环境资料。5.2m天线根据轨道预报捕获并跟踪目标,接收L/S/X三频段射频信号,将信号放大变频后送解调器,解调器从中频信号中恢复出原始遥感数据帧,由记录器对数据进行存储,快视设备实时对原始数据进行去格式处理后显示遥感图像,通过网络传输给各个用户。     

高精度星地测距的多址干扰并行对消技术

目前,在航天测控系统中广泛采用扩频体制,但随着多通道扩频技术和多站测距系统的发展,测控系统面临的测量环境越来越复杂,对伪距测量精度产生较大影响。其中,多站测距系统中存在的强信号干扰和多址干扰,会导致测距精度下降。本文提出了一种基于并行干扰对消的高精度星地测距技术,通过信号处理重构和对消接收信号中的干扰信号,得到纯净的期望信号,从而抑制码分多址带来的测量误差,以提升测量精度,并通过仿真和试验验证了算法的可行性和优越性。     

高精度非接触磁浮机构电磁干扰特性分析

针对因双超平台姿态控制引入非接触磁浮机构这一关键执行机构,而可能引起的卫星平台新的电磁兼容问题,开展了非接触磁浮机构的电磁干扰特性研究。首先,介绍了非接触磁浮机构及其驱动器的工作原理;其次,分别对非接触磁浮机构驱动器的脉冲宽度调制(PWM)控制信号高频干扰特性和传导电磁干扰特性进行了理论和仿真分析,并将其频率特性与星上其他典型单机的工作频率进行了比对。对比分析结果表明:非接触磁浮机构的电磁干扰频率与星上其他典型单机之间间隔较大,其相互之间产生的电磁干扰可忽略,磁浮机构的引入不会产生新的电磁兼容问题。     

Radio frequency interference at Jodrell Bank Observatory within the protected 21 cm band

Radio frequency interference (RFI) will provide one of the most difficult challenges to systematic Searches for Extraterrestrial Intelligence (SETI) at microwave frequencies. The SETI-specific equipment is being optimized for the detection of signals generated by a technology rather than those generated by natural processes in the universe. If this equipment performs as expected, then it will inevitably detect many signals originating from terrestrial technology. If these terrestrial signals are too numerous and/or strong, the equipment will effectively be blinded to the (presumably) weaker extraterrestrial signals being sought. It is very difficult to assess how much of a problem RFI will actually represent to future observations, without employing the equipment and beginning the search. In 1983 a very high resolution spectrometer was placed at the Nuffield Radio Astronomy Laboratories at Jodrell Bank, England. This equipment permitted an investigation of the interference environment at Jodrell Bank, at that epoch, and at frequencies within the 21 cm band. This band was chosen because it has long been "protected" by international agreement; no transmitters should have been operating at those frequencies. The data collected at Jodrell Bank were expected to serve as a "best case" interference scenario and provide the minimum design requirements for SETI equipment that must function in the real and noisy environment. This paper describes the data collection and analysis along with some preliminary conclusions concerning the nature of the interference environment at Jodrell Bank.