国防科大北斗二代导航获重大突破,精度达一米级,可抗10 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 20:01:20


北斗系统解决高精度抗干扰两难题 提升军事价值
2012年06月03日09:26中国科技网
记者从近日召开的第三届中国卫星导航学术年会上了解到,作为我国卫星导航领域的重要力量,国防科技大学卫星导航研发中心坚持自主创新,突破多项核心关键技术,一举攻克系统“高精度指标”“抗干扰能力”两大关键技术难题。 国防科大有关专家介绍说,在我国目前卫星数量较少、地面站分布限于国土范围的情况下,要实现区域导航系统的高精度指标,需要比国外同类系统突破更多技术难关。该校卫星导航研发中心专家通过多年攻关,在信号捕获技术、信号跟踪技术、高精度授时技术等方面先后取得多项重大突破,研制成功新一代监测接收机、地面中心站测量系统等重要设备,关键技术指标达到国际领先水平,有力地支撑了我国北斗二代卫星导航系统设计精度的实现。 高密度、强信号电磁干扰是北斗卫星导航系统建设过程中遭遇的另一突出难题。目前,全球已经被各种频率、强度的电磁信号所覆盖,在实验中,研究人员发现,导航卫星和接收终端会遭到各种电磁信号的干扰,严重影响卫星信号与地面站、各类终端间的通信,降低使用效果。该校卫星导航研发中心主动请缨,为北斗卫星导航系统打造电磁盾牌。凭着在电磁对抗领域多年积累的深厚功底,他们很快掌握了电磁干扰特性,创新性地提出了国际领先的技术方案,仅用不到半年时间就研制成功卫星抗干扰设备,实现了我国卫星系统抗干扰技术的重大突破,并开发出适用于卫星、飞机、导弹等各种平台使用的抗干扰产品。
http://news.qq.com/a/20120603/000261.htm
卫星导航系统高精度处理与完好性监测技术研究
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精度与完好性是卫星导航系统的核心性能指标,须从系统体制设计和用户端处理两个层面来研究精度提高与完好性检测的方法。在卫星导航系统体制设计中,引入星间链路、多频导航信号、BOC调制方式等已成为必然趋势。在用户端处理中,面临电离层延迟的高精度改正、卫星信号畸变导致的影响分析、接收机完好性的自主监测(RAIM)等众多问题。在此背景下,论文开展了以下五个方面的研究工作:   
(1)针对传统三频电离层改正方法假定三频伪距测量方差相等、而实际环境中信号带宽及载噪比等因素导致多频伪距测量方差不相等的问题,提出了在原始观测伪距方差不相等条件下组合伪距噪声方差最小的三频一阶改正算法。北斗三频窄相关伪距和GPS三频宽相关伪距实测数据验证表明,噪声标准差由最优传统方法的26cm和64cm分别降低到新算法的17cm和61cm。针对高精度载波应用中电离层二阶项残差影响不可忽略的特点,首次提出了基于噪声方差与高阶项残差综合优化的多频改正算法,克服了现有各类方法只优化二阶项残差或组合伪距噪声方差的不足,可根据不同的应用需求改变加权系数来减小所关注的综合误差。   
(2)针对星间链路信号差分相干检测方法中现有检测概率理论近似公式误差较大及中频积累时间固定不变的问题,提出了仿真计算检测概率与理论计算虚警概率相结合的混合计算方法,并对中频积累时间进行优化,相比于将中频积累时间固定为1ms的传统做法,优化设计后的检测损耗最大可降低2dB。对虚警概率为10-6条件下检测损耗随信噪比变化的仿真数据进行了曲线拟合,为典型工程应用场景下的差分相干检测性能分析与优化提供了解析模型。   
(3)针对星间星地联合定轨方法中仅考虑随机误差的不足,提出了同时考虑随机差和系统差条件下的联合定轨误差分析模型及仿真方法,在此基础上分析了测量时刻准确度、星间测量频度、星间观测系统差以及天线波束选择等不同参数对星地联合定轨性能的影响,为星间链路参数设计提供了更准确的分析结果。此外,评估了星间链路被地面固定区域干扰以及部分卫星全弧段被干扰两种情况下的卫星定轨性能,为星间链路整网稳健性和系统安全性的分析提供了支撑。   
(4)针对BOC信号ICAO三种畸变模型的数字畸变尚不具备解析方法及在分析BOC信号畸变影响时未考虑信道非理想特性的不足,首次推导得到了BOC数字畸变信号互功率谱的解析表达式,建立了考虑信道非理想特性的BOC信号畸变测距偏差理论分析模型。在接收机理想低通滤波器以及考虑信道群时延非理想特性两种情况下,利用该模型分析了BOC(14,2)和BOC(1,1)的畸变测距偏差与接 收机设计参数之间的关系。结果表明:群时延非理想特性将严重加剧BOC(14,2)信号畸变对用户测距的恶劣影响;为减小BOC信号畸变导致的测距偏差,BOC(1,1)非相干接收时应将早晚码间隔设计为0.3chip~0.35chip。   
(5)针对传统RAIM方法无法有效检测微小伪距偏差的局限性,提出了基于时域积累奇偶矢量的改进RAIM(TPV-RAIM)方法。该方法通过少数几个历元内奇偶检测矢量的积累,增大了等效伪距偏差与噪声之比,提高了对微小伪距偏差的检测性能,可改善用户定位性能。仿真实验中在相同检测性能下,该方法积累10个历元的可检测最小伪距偏差由传统方法的2.30m减小为0.75m。   
最后,对论文的研究成果及其工程应用情况进行了总结,并对下一步将要开展的工作进行了展望。论文研究成果已应用于我国自主卫星导航系统的体制论证、系统核心测量设备与高端接收机的研制等相关项目中。
http://d.wanfangdata.com.cn/Thesis_D202389.aspx
功率倒置算法在北斗抗干扰天线系统中的应用
摘要: 为解决北斗导航接收机干扰功率强、有效信号弱的不足,提出了一种基于功率倒置自适应算法的抗干扰设计方案。该方案以自适应天线系统为平台,采用FPGA处理器Virtex5芯片实现自适应算法,根据最小均方误差原则迭代计算功率倒置的最优权值并产生加权输出。测试结果显示:功率倒置算法在干扰形式、干扰方向未知的情况下能够有效抑制干扰,为北斗导航接收机提供最高50dB的抗干扰能力
http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzsjgc201204014.aspx

北斗系统解决高精度抗干扰两难题 提升军事价值
2012年06月03日09:26中国科技网
记者从近日召开的第三届中国卫星导航学术年会上了解到,作为我国卫星导航领域的重要力量,国防科技大学卫星导航研发中心坚持自主创新,突破多项核心关键技术,一举攻克系统“高精度指标”“抗干扰能力”两大关键技术难题。 国防科大有关专家介绍说,在我国目前卫星数量较少、地面站分布限于国土范围的情况下,要实现区域导航系统的高精度指标,需要比国外同类系统突破更多技术难关。该校卫星导航研发中心专家通过多年攻关,在信号捕获技术、信号跟踪技术、高精度授时技术等方面先后取得多项重大突破,研制成功新一代监测接收机、地面中心站测量系统等重要设备,关键技术指标达到国际领先水平,有力地支撑了我国北斗二代卫星导航系统设计精度的实现。 高密度、强信号电磁干扰是北斗卫星导航系统建设过程中遭遇的另一突出难题。目前,全球已经被各种频率、强度的电磁信号所覆盖,在实验中,研究人员发现,导航卫星和接收终端会遭到各种电磁信号的干扰,严重影响卫星信号与地面站、各类终端间的通信,降低使用效果。该校卫星导航研发中心主动请缨,为北斗卫星导航系统打造电磁盾牌。凭着在电磁对抗领域多年积累的深厚功底,他们很快掌握了电磁干扰特性,创新性地提出了国际领先的技术方案,仅用不到半年时间就研制成功卫星抗干扰设备,实现了我国卫星系统抗干扰技术的重大突破,并开发出适用于卫星、飞机、导弹等各种平台使用的抗干扰产品。
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卫星导航系统高精度处理与完好性监测技术研究
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精度与完好性是卫星导航系统的核心性能指标,须从系统体制设计和用户端处理两个层面来研究精度提高与完好性检测的方法。在卫星导航系统体制设计中,引入星间链路、多频导航信号、BOC调制方式等已成为必然趋势。在用户端处理中,面临电离层延迟的高精度改正、卫星信号畸变导致的影响分析、接收机完好性的自主监测(RAIM)等众多问题。在此背景下,论文开展了以下五个方面的研究工作:   
(1)针对传统三频电离层改正方法假定三频伪距测量方差相等、而实际环境中信号带宽及载噪比等因素导致多频伪距测量方差不相等的问题,提出了在原始观测伪距方差不相等条件下组合伪距噪声方差最小的三频一阶改正算法。北斗三频窄相关伪距和GPS三频宽相关伪距实测数据验证表明,噪声标准差由最优传统方法的26cm和64cm分别降低到新算法的17cm和61cm。针对高精度载波应用中电离层二阶项残差影响不可忽略的特点,首次提出了基于噪声方差与高阶项残差综合优化的多频改正算法,克服了现有各类方法只优化二阶项残差或组合伪距噪声方差的不足,可根据不同的应用需求改变加权系数来减小所关注的综合误差。   
(2)针对星间链路信号差分相干检测方法中现有检测概率理论近似公式误差较大及中频积累时间固定不变的问题,提出了仿真计算检测概率与理论计算虚警概率相结合的混合计算方法,并对中频积累时间进行优化,相比于将中频积累时间固定为1ms的传统做法,优化设计后的检测损耗最大可降低2dB。对虚警概率为10-6条件下检测损耗随信噪比变化的仿真数据进行了曲线拟合,为典型工程应用场景下的差分相干检测性能分析与优化提供了解析模型。   
(3)针对星间星地联合定轨方法中仅考虑随机误差的不足,提出了同时考虑随机差和系统差条件下的联合定轨误差分析模型及仿真方法,在此基础上分析了测量时刻准确度、星间测量频度、星间观测系统差以及天线波束选择等不同参数对星地联合定轨性能的影响,为星间链路参数设计提供了更准确的分析结果。此外,评估了星间链路被地面固定区域干扰以及部分卫星全弧段被干扰两种情况下的卫星定轨性能,为星间链路整网稳健性和系统安全性的分析提供了支撑。   
(4)针对BOC信号ICAO三种畸变模型的数字畸变尚不具备解析方法及在分析BOC信号畸变影响时未考虑信道非理想特性的不足,首次推导得到了BOC数字畸变信号互功率谱的解析表达式,建立了考虑信道非理想特性的BOC信号畸变测距偏差理论分析模型。在接收机理想低通滤波器以及考虑信道群时延非理想特性两种情况下,利用该模型分析了BOC(14,2)和BOC(1,1)的畸变测距偏差与接 收机设计参数之间的关系。结果表明:群时延非理想特性将严重加剧BOC(14,2)信号畸变对用户测距的恶劣影响;为减小BOC信号畸变导致的测距偏差,BOC(1,1)非相干接收时应将早晚码间隔设计为0.3chip~0.35chip。   
(5)针对传统RAIM方法无法有效检测微小伪距偏差的局限性,提出了基于时域积累奇偶矢量的改进RAIM(TPV-RAIM)方法。该方法通过少数几个历元内奇偶检测矢量的积累,增大了等效伪距偏差与噪声之比,提高了对微小伪距偏差的检测性能,可改善用户定位性能。仿真实验中在相同检测性能下,该方法积累10个历元的可检测最小伪距偏差由传统方法的2.30m减小为0.75m。   
最后,对论文的研究成果及其工程应用情况进行了总结,并对下一步将要开展的工作进行了展望。论文研究成果已应用于我国自主卫星导航系统的体制论证、系统核心测量设备与高端接收机的研制等相关项目中。
http://d.wanfangdata.com.cn/Thesis_D202389.aspx
功率倒置算法在北斗抗干扰天线系统中的应用
摘要: 为解决北斗导航接收机干扰功率强、有效信号弱的不足,提出了一种基于功率倒置自适应算法的抗干扰设计方案。该方案以自适应天线系统为平台,采用FPGA处理器Virtex5芯片实现自适应算法,根据最小均方误差原则迭代计算功率倒置的最优权值并产生加权输出。测试结果显示:功率倒置算法在干扰形式、干扰方向未知的情况下能够有效抑制干扰,为北斗导航接收机提供最高50dB的抗干扰能力
http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzsjgc201204014.aspx
北斗的逆袭啊
不懂这个10万倍是怎么算出来的?哪位解释解释。
这种东西真看不懂啊。{:soso_e127:}
chenfeng2010 发表于 2012-8-14 19:16
不懂这个10万倍是怎么算出来的?哪位解释解释。

应该是这样:10log(Uo/Ui)=50,Uo/Ui=100000,不知道对不对,哈哈


天上星星参北斗,你有我有,全都有。

天上星星参北斗,你有我有,全都有。
虽然看不懂,但是知道这是好消息!
腹黑兔啊
强大了。DF21D精度再一次提高。
头疼,能看懂此文的绝对不是一般战士
好像很强大的样子,信号增益?变频?标题党?
各种看不懂,但好像很厉害的样子
看来要等到实战检验了!!!
江湖黑话,看不懂
虽然不知道是什么,但是看起来像是很强大的样子。。。。。
PS 这个东西不是武大在搞吗?
听起来很猛,有科普的大婶没
主动请缨
谁能把论文下下来看看才好评价
这个,真需要科普了!
Rampage 发表于 2012-8-14 19:23
应该是这样:10log(Uo/Ui)=50,Uo/Ui=100000,不知道对不对,哈哈
对不对不知道,LZ应该就是这个意思。
表示看不懂,不过要赞楼主的概括够清晰!
难道PUPU这两天说的党费21精度半米是真的?
abcdefgcnmgb 发表于 2012-8-14 20:29
难道PUPU这两天说的党费21精度半米是真的?
DF21?.........
楼上的都没看懂,我也不好意思说啥了。
取代GPS,让北斗统治世界
虽不知但觉利
chenfeng2010 发表于 2012-8-14 19:16
不懂这个10万倍是怎么算出来的?哪位解释解释。
50dB,对不对
唉,可惜我不是学通信的。这真的是专业文章。
不知道这个抗50分贝干扰能力是怎样的水平?虽然没读懂文章,不过还是庆祝一下
我们一个军方的人物不是刚刚讲了嘛:我们的抗干扰能力现在还不如gps,但在二代建设过程中会慢慢解决
这个真的不是很清楚,学得太少了。
早点脱离美帝某导航的依赖,加油
北斗逆袭
以后TG也玩外科手术了
Rampage 发表于 2012-8-14 19:23
应该是这样:10log(Uo/Ui)=50,Uo/Ui=100000,不知道对不对,哈哈
电压的话是20倍log。。。
就觉得是好消息,其他不大懂
北斗不应该只有50分贝抗干扰能力,卫星信号强度比gPS高7分贝,国防科大研制的抗干扰GPS天线比不抗干扰GPS天线都有60分贝
首页 > 期刊首页 > 系统工程与电子技术 > 2009年7期 > GPS接收机抗干扰自适应天线的设计

GPS接收机抗干扰自适应天线的设计

Design of anti-jamming adaptive antennas for GPS receivers

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摘要:

针对自适应算法实现过程中运算量大的问题,提出了数字与模拟相结合实现功率倒置自适应处理的方法.这种方法减小了数字信

号处理部分的计算量,并为有用信号提供了一个独立的射频通道,提高了系统处理的实时性,而且降低了系统的复杂程度.通过实验

验证了功率倒置阵的抗干扰特性,给出了在不同的角度上存在干扰信号时系统的稳态方向图的测试结果.与GPS接收机的对接测

试表明,该自适应天线系统能大大提高接收机的抗干扰能力,而且易于对现有接收机进行升级.

作者: 冯起

Author: FENG Qi ZHU Chang YUAN Nai-chang

作者单位: 国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073

期 刊: 系统工程与电子技术

Journal: SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS

年,卷(期): 2009, 31(7)
“采用FPGA处理器Virtex5” 这个是美国造的 什么时候中国也能造就好了。
北斗是个好东西,正如一首老歌唱的
天上的星星参北斗,你有我有全都有。路见不平一声吼,该出手时就出手
maryzhang 发表于 2012-8-14 19:27
天上星星藏北斗,你有我有,全都有。

天上星星参北斗。
请注意,是参见的参。