光学频率梳空间应用及研究进展

光学频率梳具有时域超短脉冲和频域宽光谱、窄线宽、等间隔相干频率梳齿的优良特性，并兼具联系光学频率与微波频率的能力，在空间应用中具有广阔前景，目前已在多个领域取得突破性进展。文章梳理了光频梳产生方法的技术现状，分析了光频梳在空间时频基准、空间时频传递、精密测量以及大容量相干光通信等空间应用领域的研究进展。其中，光频梳在空间时频基准中为高精度时间和频率标准的建立提供了重要支持；在空间时频传递中，光频梳有助于实现精确的时间和频率同步，为星间、星地和洲际尺度的空间应用提供高精度时间频率对比分发；在精密测量中，光频梳可提供宽工作频率范围内的高精度快速测量，在精密测绘、光学定位、目标跟踪和遥感等领域有着广泛的应用潜力；而在大容量相干光通信方面，光频梳具有多载波强相干的突出优势，可用于实现高速、稳定的光通信系统，满足大容量数据传输的需求。随着光频梳产生技术、调控手段的进一步成熟，光频梳在空间应用的各个领域将发挥更重要的作用。但是面向工程化应用，仍需解决环境适应性、系统集成、稳定性和可靠性等方面的难题。     

基于EMD-TFPF的仿生偏振光罗盘去噪方法

为了提高仿生偏振光罗盘定向精度,降低罗盘在进行航向角测量时存在的高斯白噪声,基于经验模态分解(EMD)和时频峰值滤波(TFPF),设计了一种用于仿生偏振光罗盘的EMD-TFPF联合去噪方法.在去噪过程中,首先将含噪声的航向角信号分解为不同的模态,对不同模态采用不同窗长进行时频峰值滤波,进而改善了单一窗长去噪对有用信号造成的衰减,有效提高了去噪算法的自适应能力.经过机载实验验证,采用该方法去噪后的仿生偏振光罗盘可以实现定向精度0.3259°,比原始信号精度提升了18.4％.     

CSK调制信号的跟踪方法

CSK调制信号能够满足GNSS厘米级高精度服务的高信息速率播发需求，正受到广泛关注。针对CSK调制信号只能用于播发数据，而不能用于提供测量观测量的问题，对CSK调制信号的跟踪方法进行了研究。通过权衡性能和实现复杂度，提出了两种跟踪方法，方法一跟踪精度高但实现复杂度高，方法二以损失跟踪精度为代价降低了实现复杂度。理论和仿真分析结果表明，所提方法一在CSK调制信号载噪比高于40dB-Hz时，可提供与BPSK信号相当的跟踪性能。方法二相比方法一所需相关器资源降低一半，性能损失约4dB。论文的研究成果可为CSK调制信号在GNSS高精度信号体制中的应用提供支持。     

空间激光通信调制技术的研究进展

空间激光通信系统具有传输速率高、体积小、质量轻、功耗低等特点，适用于卫星高速数据传输。激光通信调制技术作为空间激光通信系统的一项关键技术，是影响系统通信性能的主要因素之一。首先，介绍空间激光通信调制技术的原理及其分类，并对其优缺点做比较分析，再对激光调制的关键技术进行阐述；然后，从发展阶段与应用环境角度对国内外已报道的空间激光通信调制技术研究进展进行总结；最后，对空间激光通信调制技术的发展趋势进行展望。     

基于码片幅度调制的导航信号扩频码认证方法

信号认证是满足全球卫星导航系统(GNSS)民用信号安全性需求的关键，相比于导航电文认证(NMA),扩频码认证(SCA)具有更强的安全性。为了在实现SCA的同时不对非认证用户造成影响，提出了一种基于码片幅度调制(CAM)的导航信号SCA方法，对民用信号的扩频码的码片幅度进行了调制，实现了在扩频码层面的认证特征的引入。为了验证所提方法的有效性，采用理论和仿真分析，与GPS L1C采用的Chimera SCA方法进行了比较。结果表明，所提方法在检测性能方面提升了2.55～2.78 dB。研究成果可为下一代高安全卫星导航信号的设计提供支持。