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【论文集锦】卫星导航技术最新进展

2020-12-04
来源:ChinaAET
关键词: 卫星导航 北斗 GNSS GPS

        卫星导航是战略性新兴产业发展的重要领域,2020年7月31日,习近平总书记宣布中国北斗三号全球卫星导航系统正式开通,北斗正式走向全球应用新时代。国家将进一步推动北斗与移动通信、云计算、物联网、工业互联网、大数据和区块链技术的融合发展,促进卫星导航产业高端制造业、先进软件业、综合数据业和现代服务业的融合发展,持续推进北斗应用与产业化发展。

        为促进卫星导航技术领域的技术交流,《电子技术应用》今年刊出了多篇“卫星导航技术”方向的论文,涵盖北斗系统、导航信号处理、精密定位、卫星导航增强技术、GNSS接收机终端技术、多源融合导航以及抗干扰与反欺骗技术等领域的热点问题,整理于此,期望对从事卫星导航技术领域研究的读者有所帮助。

 

1.  北斗三号卫星B2b信号解析

摘要: 随着北斗三号卫星建设即将完成,北斗服务平稳过渡为由北斗三号系统为主提供。2019年12月27日B2b信号接口文件公布,公开了两种B2b信号,提供基础导航服务的B2b信号和提供精密单点定位服务的PPP-B2b信号。基于B2b信号接口控制文件,介绍了B2b信号信息结构、信息类型以及天空中卫星信号解析结果,并给出了B2b信号的定位精度结果,对天空的PPP-B2b信息进行了解析。对B2b的Q支路信号也进行了探索。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000115939

中文引用格式: 何旭蕾,刘成,陈颖,等. 北斗三号卫星B2b信号解析[J].电子技术应用,2020,46(3):1-4,13.

英文引用格式: He Xulei,Liu Cheng,Chen Ying,et al. Analysis of B2b signal of BDS III satellite[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(3):1-4,13.


2.  基于毫米波管的北斗三号RDSS低噪声放大器设计

摘要:现有北斗信号接收机在S频段上低噪放方案,满足增益条件下噪声系数在1.5 dB~1.7 dB,噪声性能仍可进一步优化。方案基于NPN宽带硅锗射频晶体管工艺,设计了一款基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器。放大器采用两级共轭匹配实现电路噪声与增益的最佳平衡;并利用LDO电路线性稳压输出实现电源噪声最小化。经过ADS软件仿真、Altium designer制板及Agilent噪声分析仪的实测表明,其单级放大器噪声系数最低可达0.4 dB,在2.492 GHz频点下,方案最大增益为32 dB,对应的噪声系数为1.23 dB。该低噪放方案应用于北斗用户接收机前端,可有效提高系统噪声性能,提升信号接收效率。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000115941

中文引用格式: 黄仕锦,赖松林,王宇楠. 基于毫米波管的北斗三号RDSS低噪声放大器设计[J].电子技术应用,2020,46(3):5-9,13.

英文引用格式: Huang Shijin,Lai Songlin,Wang Yunan. Design of BDS-3 RDSS low noise amplifier based on millimeter wave tube[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(3):5-9,13.


3. 一种应用于低电压GPS接收机的高线性度低噪声放大器

摘要: 基于0.18 μm RFCMOS工艺,设计了一种应用于低电压GPS接收机的高线性度低噪声放大器。采用体偏压控制的跨导导数叠加技术,有效改善了低噪声放大器的线性度,显著提高了辅助管的调节精度。通过在输入端主放大管的栅源两端并联电容的方法,降低二次谐波对三阶交调失真的影响,进一步改善了线性度。同时,折叠式共源共栅的拓扑结构,降低了电路的工作电压。仿真结果表明,在0.9 V供电下,工作频率为1.575 GHz时,该低噪声放大器的输入三阶交调点为6.63 dBm,噪声系数为1.53 dB,增益为13.16 dB,输入回波损耗和输出回波损耗分别为-32.43 dB和-24.58 dB,功耗为8.78 mW。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000115992

中文引用格式: 陈利,刘艳艳. 一种应用于低电压GPS接收机的高线性度低噪声放大器[J].电子技术应用,2020,46(3):10-13.

英文引用格式: Chen Li,Liu Yanyan. A high linearity LNA for low voltage GPS receiver[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(3):10-13.


4. 高轨SAR信号对GNSS接收机性能影响评估方法

摘要: 由于高轨SAR卫星信号设计频段可能与多种已投入使用的GNSS信号所在频段共用或重叠,导致地面GNSS接收机受到由高轨SAR信号产生的脉冲射频干扰。为评估高轨SAR信号对GNSS地面接收机性能的影响,提出了一种基于ITU相关标准的参数化理论模型。该模型使用“源-路径-接收机”的分析方法,分别从高轨SAR信号、信号传播路径以及用于干扰评估的接收机模型三个方面提取参数,然后根据ITU相关标准,评估高轨SAR信号作为加性脉冲射频干扰时,对GNSS接收机性能产生的影响。以具有代表性的B3I信号为例,评估在设定参数条件下,高轨SAR信号对不同类型的B3I接收机性能的影响。结果表明,在当前设定的高轨SAR信号干扰存在情况下,接收机性能略有下降,但仍然能够正常工作。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000115995

中文引用格式: 赵冠先,赵思浩,崔晓伟. 高轨SAR信号对GNSS接收机性能影响评估方法[J].电子技术应用,2020,46(3):14-18.

英文引用格式: Zhao Guanxian,Zhao Sihao,Cui Xiaowei. Evaluation method for the performance of GNSS receiver influenced by GEO SAR signal[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(3):14-18.


5. Galileo E6B/C信号接收机设计

摘要: Galileo系统通过E6B/C信号提供精密单点定位服务和身份验证服务。2019年1月欧盟公布了Galileo系统E6B/C信号的扩频码,参考欧盟发布文件,对E6B/C信号的载波频率、调制方式、主码、二级码、数据编码方案和电文结构进行了描述。设计了E6B/C信号捕获跟踪方案,通过短时相关结合FFT的方案对天空中的Galileo卫星E6B/C信号进行捕获,并用窄带宽带功率比方法和矩方法估计E6C和E6B的载噪比。同时对当前卫星播发的E6B电文信息进行了分析,分析结果表明当前Galileo的E6B信号还未开始提供PPP服务。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000124418

中文引用格式: 何旭蕾,刘成,王威,等. Galileo E6B/C信号接收机设计[J].电子技术应用,2020,46(11):8-11,17.

英文引用格式: He Xulei,Liu Cheng,Wang Wei,et al. The design of Galileo E6B/C receiver[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(11):8-11,17.


6. 基于GNSS-RTK技术的双层滑坡监测系统设计与实现

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000124417

摘要: 滑坡、泥石流是目前我国最为多发的形变类地质灾害,建立高精度、实时、稳定的监测系统一直是倍受关注的重要安全问题。针对传统GNSS-RTK滑坡监测系统随着观测节点增加导致系统效率低下问题和基站与观测站同时位移导致的漏警问题,提出基于GNSS-RTK技术的双层滑坡监测系统,新系统在传统滑坡监测系统的基础上,在一些重要节点区域上新增微网观测系统,由“点”监测改进为微区域“面”监测,并实现了基于GNSS-RTK技术的形变数据采集和基于LoRa、LTE技术的数据传输。试验结果表明,数据传输可靠高效,且系统测量精度可达毫米级,满足滑坡监测要求,并可通过调整观测站微区域中的观测节点密度和基线长度满足不同环境的需求。

中文引用格式: 刘新华,尚俊娜,施浒立. 基于GNSS-RTK技术的双层滑坡监测系统设计与实现[J].电子技术应用,2020,46(11):1-7.
英文引用格式: Liu Xinhua,Shang Junna,Shi Huli. Design and implementation of a double-layer landslide monitoring system based on GNSS-RTK technology[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(11):1-7.


7. 卫星导航双频兼容互操作接收终端设计

摘要: 由于全球卫星导航系统兼容互操作进程不断推进,设计实现具有兼容互操作性能的卫星导航接收终端是接收机领域的又一方向。针对CDMA导航信号设计实现了一种双频兼容互操作接收终端,利用终端控制软件设置终端参数,以通用的数字前端模块、基于时域多通道并行捕获、多相位的相关器实现数字接收处理模块,进一步实现定位解算。该终端具有通用性强、捕获速度快、定位精度高等特点,为提高服务的连续性、完好性和可用性奠定了硬件基础。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000124441

中文引用格式: 田湘,朱银霞,施洋,等. 卫星导航双频兼容互操作接收终端设计[J].电子技术应用,2020,46(11):12-17.

英文引用格式: Tian Xiang,Zhu Yinxia,Shi Yang,et al. Design of dual frequency compatible and interoperable terminal for GNSS[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(11):12-17.


8. 面向星间链路高动态网络的路由规划算法

摘要: 伴随着航天技术的发展,卫星导航系统的技术也在不断提高。星间链路是在导航卫星之间建立具有精密测量和数据传输功能的无线网络,作为提高导航系统生存能力的重要手段,对卫星导航系统的建设至关重要。其中,星间链路路由规划算法作为星间链路技术的重要组成部分,也成为了星间链路技术的主要研究领域和方向之一。根据星间链路系统实际运行场景,结合了星间链路网络的特点,综合考虑数据传输时延和卫星节点负载等多种评价指标,基于广度优先算法思想,辅以多种剪枝策略,提出了一种基于多评价因子的路由规划算法。该算法能够在应用于高动态时变网络下寻找前N条最优路径。同时,对从节点间建链路径条数、节点建链情况、路径的开销代价等多种角度对于路由算法的规划结果进行分析验证,为星间链路路由规划中路径的筛选提供理论依据。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000124442

中文引用格式: 朱锋,银皓,周淦. 面向星间链路高动态网络的路由规划算法[J].电子技术应用,2020,46(11):18-22.

英文引用格式: Zhu Feng,Yin Hao,Zhou Gan. Routing planning algorithm for high dynamic inter satellite link networks[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(11):18-22.


9. 基于捷联惯性导航系统姿态实时性的研究

摘要: 针对激光陀螺捷联惯性导航系统信号采集、姿态解算、数据输出实时性问题,分析三轴激光陀螺仪和三轴加速度计传感器惯性组件IMU、里程计、高度计、GPS/北斗等数据输入和输出。数据交换一般采用RS-232串行接口、CAN总线接口,难以满足传感器高速实时采样。因此,提出一种采用FPGA双口RAM+双DSP高速数据存取方式,按照时钟同步周期分别实时输出导航数据,可有效解决数据发送、处理、传输到各设备之间的瓶颈问题,最高输出频姿态率可达100 kHz~2 000 kHz,实现捷联导航系统姿态状态快速反应能力。实验和仿真表明,该方法可以大大提高系统的周期解算能力,提高载体的机动性能。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000124507

中文引用格式: 王建中. 基于捷联惯性导航系统姿态实时性的研究[J].电子技术应用,2020,46(11):23-29.

英文引用格式: Wang Jianzhong. Research on real-time attitude of strapdown inertial navigation system[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(11):23-29.

 

 

 


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