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【論文集錦】衛星導航技術最新進展

2020-12-04
來源:ChinaAET
關鍵詞: 衛星導航 北斗 GNSS GPS

        衛星導航是戰略性新興產業發展的重要領域,2020年7月31日,習近平總書記宣布中國北斗三號全球衛星導航系統正式開通,北斗正式走向全球應用新時代。國家將進一步推動北斗與移動通信、云計算、物聯網、工業互聯網、大數據和區塊鏈技術的融合發展,促進衛星導航產業高端制造業、先進軟件業、綜合數據業和現代服務業的融合發展,持續推進北斗應用與產業化發展。

        為促進衛星導航技術領域的技術交流,《電子技術應用》今年刊出了多篇“衛星導航技術”方向的論文,涵蓋北斗系統、導航信號處理、精密定位、衛星導航增強技術、GNSS接收機終端技術、多源融合導航以及抗干擾與反欺騙技術等領域的熱點問題,整理于此,期望對從事衛星導航技術領域研究的讀者有所幫助。

 

1.  北斗三號衛星B2b信號解析

摘要: 隨著北斗三號衛星建設即將完成,北斗服務平穩過渡為由北斗三號系統為主提供。2019年12月27日B2b信號接口文件公布,公開了兩種B2b信號,提供基礎導航服務的B2b信號和提供精密單點定位服務的PPP-B2b信號。基于B2b信號接口控制文件,介紹了B2b信號信息結構、信息類型以及天空中衛星信號解析結果,并給出了B2b信號的定位精度結果,對天空的PPP-B2b信息進行了解析。對B2b的Q支路信號也進行了探索。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000115939

中文引用格式: 何旭蕾,劉成,陳穎,等. 北斗三號衛星B2b信號解析[J].電子技術應用,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號RDSS低噪聲放大器設計

摘要:現有北斗信號接收機在S頻段上低噪放方案,滿足增益條件下噪聲系數在1.5 dB~1.7 dB,噪聲性能仍可進一步優化。方案基于NPN寬帶硅鍺射頻晶體管工藝,設計了一款基于高帶寬毫米波管芯的低噪聲放大器。放大器采用兩級共軛匹配實現電路噪聲與增益的最佳平衡;并利用LDO電路線性穩壓輸出實現電源噪聲最小化。經過ADS軟件仿真、Altium designer制板及Agilent噪聲分析儀的實測表明,其單級放大器噪聲系數最低可達0.4 dB,在2.492 GHz頻點下,方案最大增益為32 dB,對應的噪聲系數為1.23 dB。該低噪放方案應用于北斗用戶接收機前端,可有效提高系統噪聲性能,提升信號接收效率。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000115941

中文引用格式: 黃仕錦,賴松林,王宇楠. 基于毫米波管的北斗三號RDSS低噪聲放大器設計[J].電子技術應用,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. 一種應用于低電壓GPS接收機的高線性度低噪聲放大器

摘要: 基于0.18 μm RFCMOS工藝,設計了一種應用于低電壓GPS接收機的高線性度低噪聲放大器。采用體偏壓控制的跨導導數疊加技術,有效改善了低噪聲放大器的線性度,顯著提高了輔助管的調節精度。通過在輸入端主放大管的柵源兩端并聯電容的方法,降低二次諧波對三階交調失真的影響,進一步改善了線性度。同時,折疊式共源共柵的拓撲結構,降低了電路的工作電壓。仿真結果表明,在0.9 V供電下,工作頻率為1.575 GHz時,該低噪聲放大器的輸入三階交調點為6.63 dBm,噪聲系數為1.53 dB,增益為13.16 dB,輸入回波損耗和輸出回波損耗分別為-32.43 dB和-24.58 dB,功耗為8.78 mW。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000115992

中文引用格式: 陳利,劉艷艷. 一種應用于低電壓GPS接收機的高線性度低噪聲放大器[J].電子技術應用,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. 高軌SAR信號對GNSS接收機性能影響評估方法

摘要: 由于高軌SAR衛星信號設計頻段可能與多種已投入使用的GNSS信號所在頻段共用或重疊,導致地面GNSS接收機受到由高軌SAR信號產生的脈沖射頻干擾。為評估高軌SAR信號對GNSS地面接收機性能的影響,提出了一種基于ITU相關標準的參數化理論模型。該模型使用“源-路徑-接收機”的分析方法,分別從高軌SAR信號、信號傳播路徑以及用于干擾評估的接收機模型三個方面提取參數,然后根據ITU相關標準,評估高軌SAR信號作為加性脈沖射頻干擾時,對GNSS接收機性能產生的影響。以具有代表性的B3I信號為例,評估在設定參數條件下,高軌SAR信號對不同類型的B3I接收機性能的影響。結果表明,在當前設定的高軌SAR信號干擾存在情況下,接收機性能略有下降,但仍然能夠正常工作。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000115995

中文引用格式: 趙冠先,趙思浩,崔曉偉. 高軌SAR信號對GNSS接收機性能影響評估方法[J].電子技術應用,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信號接收機設計

摘要: Galileo系統通過E6B/C信號提供精密單點定位服務和身份驗證服務。2019年1月歐盟公布了Galileo系統E6B/C信號的擴頻碼,參考歐盟發布文件,對E6B/C信號的載波頻率、調制方式、主碼、二級碼、數據編碼方案和電文結構進行了描述。設計了E6B/C信號捕獲跟蹤方案,通過短時相關結合FFT的方案對天空中的Galileo衛星E6B/C信號進行捕獲,并用窄帶寬帶功率比方法和矩方法估計E6C和E6B的載噪比。同時對當前衛星播發的E6B電文信息進行了分析,分析結果表明當前Galileo的E6B信號還未開始提供PPP服務。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000124418

中文引用格式: 何旭蕾,劉成,王威,等. Galileo E6B/C信號接收機設計[J].電子技術應用,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技術的雙層滑坡監測系統設計與實現

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000124417

摘要: 滑坡、泥石流是目前我國最為多發的形變類地質災害,建立高精度、實時、穩定的監測系統一直是倍受關注的重要安全問題。針對傳統GNSS-RTK滑坡監測系統隨著觀測節點增加導致系統效率低下問題和基站與觀測站同時位移導致的漏警問題,提出基于GNSS-RTK技術的雙層滑坡監測系統,新系統在傳統滑坡監測系統的基礎上,在一些重要節點區域上新增微網觀測系統,由“點”監測改進為微區域“面”監測,并實現了基于GNSS-RTK技術的形變數據采集和基于LoRa、LTE技術的數據傳輸。試驗結果表明,數據傳輸可靠高效,且系統測量精度可達毫米級,滿足滑坡監測要求,并可通過調整觀測站微區域中的觀測節點密度和基線長度滿足不同環境的需求。

中文引用格式: 劉新華,尚俊娜,施滸立. 基于GNSS-RTK技術的雙層滑坡監測系統設計與實現[J].電子技術應用,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. 衛星導航雙頻兼容互操作接收終端設計

摘要: 由于全球衛星導航系統兼容互操作進程不斷推進,設計實現具有兼容互操作性能的衛星導航接收終端是接收機領域的又一方向。針對CDMA導航信號設計實現了一種雙頻兼容互操作接收終端,利用終端控制軟件設置終端參數,以通用的數字前端模塊、基于時域多通道并行捕獲、多相位的相關器實現數字接收處理模塊,進一步實現定位解算。該終端具有通用性強、捕獲速度快、定位精度高等特點,為提高服務的連續性、完好性和可用性奠定了硬件基礎。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000124441

中文引用格式: 田湘,朱銀霞,施洋,等. 衛星導航雙頻兼容互操作接收終端設計[J].電子技術應用,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. 面向星間鏈路高動態網絡的路由規劃算法

摘要: 伴隨著航天技術的發展,衛星導航系統的技術也在不斷提高。星間鏈路是在導航衛星之間建立具有精密測量和數據傳輸功能的無線網絡,作為提高導航系統生存能力的重要手段,對衛星導航系統的建設至關重要。其中,星間鏈路路由規劃算法作為星間鏈路技術的重要組成部分,也成為了星間鏈路技術的主要研究領域和方向之一。根據星間鏈路系統實際運行場景,結合了星間鏈路網絡的特點,綜合考慮數據傳輸時延和衛星節點負載等多種評價指標,基于廣度優先算法思想,輔以多種剪枝策略,提出了一種基于多評價因子的路由規劃算法。該算法能夠在應用于高動態時變網絡下尋找前N條最優路徑。同時,對從節點間建鏈路徑條數、節點建鏈情況、路徑的開銷代價等多種角度對于路由算法的規劃結果進行分析驗證,為星間鏈路路由規劃中路徑的篩選提供理論依據。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000124442

中文引用格式: 朱鋒,銀皓,周淦. 面向星間鏈路高動態網絡的路由規劃算法[J].電子技術應用,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. 基于捷聯慣性導航系統姿態實時性的研究

摘要: 針對激光陀螺捷聯慣性導航系統信號采集、姿態解算、數據輸出實時性問題,分析三軸激光陀螺儀和三軸加速度計傳感器慣性組件IMU、里程計、高度計、GPS/北斗等數據輸入和輸出。數據交換一般采用RS-232串行接口、CAN總線接口,難以滿足傳感器高速實時采樣。因此,提出一種采用FPGA雙口RAM+雙DSP高速數據存取方式,按照時鐘同步周期分別實時輸出導航數據,可有效解決數據發送、處理、傳輸到各設備之間的瓶頸問題,最高輸出頻姿態率可達100 kHz~2 000 kHz,實現捷聯導航系統姿態狀態快速反應能力。實驗和仿真表明,該方法可以大大提高系統的周期解算能力,提高載體的機動性能。

全文鏈接:http://www.masrsqc.com/article/3000124507

中文引用格式: 王建中. 基于捷聯慣性導航系統姿態實時性的研究[J].電子技術應用,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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