随着卫星导航系统在军事上的广泛应用，研究导航系统的抗干扰技术已经成为当务之急。文中创新的将跳时技术与现有导航系统相结合，提出基于直扩/跳时（DS/TH）混合扩频的导航卫星系统方案。并分别在4种卫星导航干扰模式下，对此方案进行了抗干扰性能仿真及分析。结果表明在信噪比为-33 dB误码率为10-4时，该方案抗干扰性能比传统导航信号至少提高17 dB，尤其对于抗脉冲干扰，其性能可以改善20 dB左右。
上传时间： 2013-11-23
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随着敌对人为干扰的日益增多和电磁环境的日益恶劣，抗干扰逐渐成为卫星导航接收机的必备能力之一。传统的单天线多延迟系统仅从时域抗干扰，抑制干扰能力有限。利用阵列天线，增加空域自由度，通过空域—时域级联或空时联合处理能够显著增强导航信号接收机的抗干扰性能。多个天线以不同的方式放置，即不同的阵形，会使得导航接收机具有不同的空域抗干扰性能。针对多种阵形对空域抗干扰性能的影响差异，开展了基于L阵、十字阵、均匀圆阵和带圆心圆阵的自适应抗干扰性能研究，分析了导致差异的原因，通过对比仿真，发现带圆心的圆阵具有所选阵形中最优的输出信干噪比，进一步推广到空时自适应抗干扰，也具有同样的结论。结合工程实现，基于FPGA完成空时抗干扰硬件模块设计，用Matlab产生的量化数据作为激励，对硬件模块的输出结果进行分析，与非自适应空时波束形成结果相比，实验验证了模块的有效性；与Matlab仿真处理的结果相比，验证了模块的正确性。多种阵形自适应抗干扰性能差异的研究对于一定孔径和阵元个数条件下的阵列布阵具有一定的参考价值，空时抗干扰硬件模块是抗干扰系统的核心，所做工作对工程实现具有一定的借鉴意义。
上传时间： 2013-05-28
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北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件 1 文件范畴 2 系统概述 2.1 空间星座 2.2 坐标系统 2.3 时间系统 3 B1 信号规范 3.1 信号结构和基本特性参数 3.1.1信号结构 3.1.2信号基本特性 3.2 射频信号特性 3.2.1载波频率 3.2.2卫星信号工作带宽及带外抑制 3.2.3杂散 3.2.4载波相位噪声 3.2.5用户接收信号电平 3.2.6信号相关性 3.3 B1 频点测距码
上传时间： 2013-04-24
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地面站是卫星导航通信系统中必不可少的重要组成部分，具备接收、发射信号，监控卫星以及与地面通信网络通信交换等功能，地面站的大天线对星跟踪是卫星通信开展的基础。针对卫星地面站的重要性，介绍了CAPS（中国区域定位系统）位于北京的卫星通信地面站天线对星跟踪系统，利用该天线对准亚太I号卫星时的方位角、俯仰角以及系统AGC电平值分析了亚太I号卫星的运动轨迹，亚太I号卫星的漂移幅度在不断的增大。
上传时间： 2013-11-25
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本文首先介绍了卫星导航接收机的发展现状与趋势。接着对比分析了现如今主流的接收机技术：超外差式、零中频式、低中频式及数字中频式结构，介绍了各结构的拓扑结构并对比了相互之间的优缺点，然后根据B1导航信号的特征参数要求，确定本文接收机所采用低中频结构的技术指标。结合选择的芯片参数搭建系统仿真模型，利用系统仿真软件ADS对接收机前端链路进行行为级仿真，验证设计方案的可行性，分模块设计了接收机前端系统的各功能电路，主要有多级低噪声放大器、选频滤波电路、本振电路、混频器电路以及系统自动增益控制电路。针对卫星导航信号接收机前端必须具备高灵敏度、强选择性以及一定动态范围的特点，需要平衡设计低噪声放大器噪声性能与单级增益，以及折中接收机前端镜像频率抑制性能与信道的选择性。利用仿真软件辅助设计了电路原理图与印刷电路板版图，对其PCB贴片后进行测试与调试。最后将调试好的模块级联成系统，测试射频前端系统的性能并加以册NWL.Clogin.com最终实现的接收机射频前端5V电压供电，接收信号中心频率1561.098MHz，链路最大增益为122dB，系统噪声小于2dB.中频信号中心频率46.1MHz，带宽为4.3MHz，纹波在1.5dB内，带外抑制与镜像抑制都大于30dB，端口驻波比小于2.0，测试结果基本满足设计指标要求。
上传时间： 2022-06-20
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近些年来，卫星导航系统在我国的国民经济建设和社会服务中的应用越来越广阔，已经发展成为一个巨大的产业，拥有自己的卫星导航系统，也是一个国家综合实力的重要标志。美国的GPS（全球口星定位系统）是最具有开创意义的卫星导航系统，其全球性，全能性，全天候性的导航定位，定时，测速优势在诸多领域都有广泛的应用。俄罗斯的GLONASS系统与GPS有很多的相同性。而我国的北斗卫星导航系统（COMPASS）是自主开发并具有完全知识产权，覆盖我国本土及周边区域的卫星导航系统。虽然当前我国的北斗卫星系统发展迅速，但是其它两个系统，尤其是GPS系统在我国的应用十分广泛，发展的相对成熟。所以在拥有自主产权的北斗卫星系统保障的同时，兼容GPS和GLONASS这两个导航系统来达到最佳的导航效果无疑是各份保障系统最经济可行的方案。这种COMPASS+GPS+GLONASS模式的兼容性接收机就是组合导航接收机。1.组合导航接收机功能简介组合导航接收机最基本的功能是接收北斗卫星信号，通过解算得到用户位置，速度，时间等信息，同时内嵌可以接收和处理GPS信号，GLONASS信号的模块。三系统可以人工切换使其工作在单一系统模式，也可以切换到多系统模式下工作，同时还可以根据各系统状态自动切换到最佳导航状态。在工作的同时组合导航接收机还会实时上传导航数据给上位机，为了用户可以方便直观的了解数据中道含的信息，同时控制接收机根据需要传送测量等信息，就需要开发上位机软件。本文介绍的就是为这种组合导航接收机设计开发的上位机软件。该软件不仅可以应用于这种组合接收机，也适用于北斗接收机。
上传时间： 2022-06-24
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随着中国二代导航系统的建设，卫星导航的应用将普及到各个行业，具有自主知识产权的卫星导航接收机的研究与设计是该领域的一个研究热点。在接收机的设计中，对于成熟技术将利用ASIC芯片进行批量生产，该芯片是专用芯片，一旦制造成型不能改变。但是对于正在研究的接收机技术，特别是在需要利用接收机平台进行提高接收机性能研究时，利用FPGA通用可编程门阵列芯片是非常方便的。在FPGA上的研究成果，一旦成熟可以很方便的移植到ASIC芯片，进行批量生产。本课题就是基于FPGA研究GPS并行捕获技术的硬件电路，着重进行了其中一个捕获通道的设计和实现。 GPS信号捕获时间是影响GPS接收机性能的一个关键因素，尤其是在高动态和实时性要求高的应用中或者对弱GPS信号的捕获方面。因此，本文在滑动相关法基础上引出了基于FFT的并行快速捕获方法，采用自顶向下的方法对系统进行总体功能划分和结构设计，并采用自底向上的方法对系统进行功能实现和验证。 本课题以Xilinx公司的Spartan3E开发板为硬件开发平台，以ISE9.2i为软件开发平台，采用Verilog HDL编程实现该系统。并利用Nemerix公司的GPS射频芯片NJ1006A设计制作了GPS中频信号产生平台。该平台可实时地输出采样频率为16.367MHz的GPS数字中频信号。 本课题主要是基于采样率变换和FFT实现对GPS C/A码的捕获。该算法利用平均采样的方法，将信号的采样率降低到1.024 MHz，在低采样率下利用成熟的1024点FFT IP核对C/A码进行粗捕，给出GPS信号的码相位(精度大约为1/4码片)和载波的多普勒频率，符合GPS后续跟踪的要求。 同时，由于FFT算法是以资源换取时间的方法来提高GPS捕获速度的，所以在设计时，合理地采用FPGA设计思想与技巧优化系统。基于实用性的要求，详细的给出了基于FFT的GPS并行捕获各个模块的实现原理、实现结构以及仿真结果。并达到降低系统硬件资源，能够快速、高效地实现对GPS C/A码捕获的要求。 本研究是导航研究所承担的国家863课题“利用多径信号提高GNSS接收机性能的新技术研究”中关于接收机信号捕获算法的一部分，对接收机的设计具有一定的参考价值。
上传时间： 2013-07-22
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互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业，而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前，我国已经成为GPS的使用大国，卫星导航产业链也已基本形成。然而，我们对GPS核心技术(即如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪)的研究还不够深入，我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。因此，对GPS核心技术的研究是非常紧迫的。 本文首先介绍了GPS的定位原理，之后阐述了GPS接收机的基本原理一直接扩频通信和GPS信号的结构与特性。从这些方面出发研究接收机基带处理器的捕获与跟踪设计方案。 设计过程中，先详细分析了滑动相关的捕获算法和基于FFT的快速捕获算法，并利用matlab进行了验证。由于前者灵活性好且可捕获到高精度的码相位和载波频率，适合于本文的硬件接收机，所以本文确定了滑动相关的捕获方案。 接着分析了跟踪环路的特点，跟踪模块采用码跟踪环和载波跟踪环耦合的方法实现。由于GPS系统通常工作在非常低的信噪比环境中，而非相干环在低信噪比下环路跟踪性能较好，所以码跟踪环采用非相干(DDLL)环实现。这种跟踪环路采用的鉴相器是能量鉴相器，对数据的调制和载波相位都不敏感，鉴相器不会产生不确定量。由于输入信号存在180°相位翻转，而COSTAS锁相环允许数据调制，对I支路和Q支路信号的180°相位翻转不敏感，所以载波跟踪环采用COSTAS锁相环实现。上述算法在matlab环境下得到了验证。 基带处理器电路的主要模块在Quartus II8.0开发平台上利用VHDL硬件描述语言实现。然后利用EDA仿真工具ModelSim-Altera6.1g进行了逻辑仿真。本设计满足系统功能和性能的要求，可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中，为自主设计GPS接收机奠定了基础。 最后，由于在弱电磁环境下，捕获失锁后32PPS信号会丢失。所以设计了一个能授时和守时的算法去得到与GPS时同步的精确授时秒信号。并且实现了这个算法。
上传时间： 2013-04-24
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全球定位系统(Global Positioning System—GPS)是新一代卫星导航定位系统，具有全球、全天候、连续、高精度导航与定位功能，能够为广大用户提供精确的三维坐标、速度和时间信息。因此，GPS系统被广泛地应用于生活中的各个领域。GPS系统用户主要是各种型号的接收机，而捕获跟踪技术是接收机的关键技术，同时也是一个技术难点。在GPS接收机中，导航电文是用户定位和导航的数据基础，为了得到导航电文必须要对GPS信号进行捕获跟踪。本文详细研究了GPS信号捕获跟踪技术，并进行了FPGA设计。 @@ 本文首先概述了GPS系统信号结构和GPS接收机工作原理，对GPS信号调制机理进行详细地阐述，重点分析了C/A码生成原理和特性。 @@ 其次叙述了GPS信号捕获的基础理论，重点研究时域滑动相关捕获方法，深入分析其算法和性能。用MATLAB中Simulink软件包搭建了可自由修改参数的GPS中频发生器，并在此平台上，对GPS信号时域滑动相关捕获算法进行仿真与分析。 @@ 接着重点研究了GPS信号跟踪技术，系统分析码跟踪环路和载波跟踪环路结构框图以及算法。在码跟踪环路方面，选用并分析了能分离载波的非相干超前滞后码锁定环的工作机理。在载波跟踪环路中选用对导航电文数据相位翻转不敏感的科斯塔斯环，并用数学模型分析GPS信号的解调过程。之后对整个跟踪环路进行MATLAB仿真，结果表明环路参数设计满足要求，并能成功解调出GPS导航电文。 @@ 最后本文在QuartusII环境下完成对GPS信号捕获跟踪系统的FPGA设计。根据对相关器硬件结构框架，对算法中各个模块的实现进行详细的说明，包括顶层设计到CA码、NCO等重要模块设计，并给出了仿真结果。 @@关键词：GPS接收机；捕获；跟踪；MATLAB仿真：FPGA
上传时间： 2013-06-16
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本课题深入分析了GPS软件接收机基于FFT并行捕获算法并详细阐述了其FPGA的实现。相比于其它的捕获方案，该方案更好地满足了信号处理实时性的要求。 论文的主体部分首先简单分析了扩频通信系统的基本原理，介绍了GPS系统的组成，详细阐述了GPS信号的特点，并根据GPS信号的组成特点介绍了接收机的体系结构。其次，通过对GPS接收机信号捕获方案的深入研究，确定了捕获速度快且实现复杂度不是很高的基于FFT的并行捕获方案，并对该方案提出了几点改进的措施，根据前面的分析，提出了系统的实现方案，利用MATLAB对该系统进行仿真，仿真的结果充分的验证了方案的可行性。接着，对于捕获环节中的核心部分—FFT处理器，设计中没有采用ALTERA提供的IP核，独立设计实现了基于FPGA的FFT处理器，并通过对一组数据在MATLAB中运算得到结果和FPGA输出结果相对比，可以验证该FFT处理器的正确性。再次重点分析了GPS接收机并行捕获部分的FPGA具体实现，通过捕获的FPGA时序仿真波形，证明了该系统已经能成功地捕获到GPS信号。最后，对全文整个研究工作进行总结，并指出以后继续研究的方向。 本课题虽然是对于GPS接收机的研究，但其原理与GALILEO、北斗等导航系统的接收机相近，因此该课题的研究对我国卫星导航事业的发展起到了积极的推动作用。
上传时间： 2013-08-06
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