高动态环境下GPS信号跟踪算法

在GPS导航定位系统中,高动态环境下产生的多普勒频移直接影响接收机跟踪性能.为了克服多普勒频移影响,对高速飞行旋转体GPS接收机跟踪环路进行研究.根据高速飞行旋转体GPS接收机载波信号的数学模型,提出在GPS接收机跟踪环路建立包含姿态信息的载波信号卡尔曼滤波模型,并对环路的跟踪性能进行MATLAB仿真.结果表明,此算法的跟踪环路带宽窄,能有效抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

一种改进的数字GPS接收机基带环路设计

针对GPS接收机设计中,接收机信号跟踪精度同信号处理的实时性不能兼顾的特点,设计了一种基于DSP+FPGA的数字GPS接收机实时高精度基带环路.阐述了基带信号处理原理及原有方法的不足,提出了一种改进的GPS信号快速、高精度捕获、跟踪方法.利用信号粗捕后先进行精捕,在提高了信号的捕获精度后再结合二阶锁频环路辅助,最终利用三阶载波科斯塔斯锁相环完成GPS载波信号的高精度稳定闭环跟踪,同时使用载波来实时的辅助码环跟踪,从而完成整个GPS信号的实时高精度跟踪.实验结果表明该基带环路能够实现对GPS信号的快速捕获、实时稳定的高精度跟踪,并具有良好的动态性能.     

GPS信号捕获跟踪的仿真分析与研究

GPS天线信号到射频前端变换后的中频信号,再经模拟数字转换,便可得捕获与跟踪的原始信号.采用专用集成电路设计的GPS接收机极大地限制了用户对这原始信号的性能分析和新算法的自由开发.先对GPS信号的形成和接收机的结构作扼要介绍,再对GPS信号的捕获与跟踪进行算法研究与仿真实现.结论表明通过仿真技术能有效地复现出捕获和跟踪的GPS信号.     

基于时频分析的数字射频存储干扰信号检测

采用数字射频存储器进行信号采集、存储和复制成为干扰脉冲压缩雷达的重要手段.由于传统的时域和频域分析方法不能准确检测线性调频干扰信号,引入了短时傅立叶变换时频分析方法以识别数字射频存储器复制的干扰信号.试验结果表明,该方法可有效识别基于数字射频存储器复制的线性调频干扰信号.     

对GPS接收机的欺骗式干扰试验研究

GPS欺骗式干扰具有发射功率小,抗干扰难度大的特点,分为转发式干扰与产生式干扰。利用卫星信号模拟器产生包含错误导航信息的GPS民用C/A码欺骗信号,通过直接侵入和压制式干扰辅助两种方式进入接收机的捕获跟踪环路,对已定位的某款GPS接收机实施欺骗干扰。试验结果表明,直接侵入方式下,通过合理控制欺骗信号功率,接收机定位被扰乱,但定位结果并未被成功欺骗至预设位置;压制式干扰辅助方式下,接收机成功误定位于预设位置,验证了对GPS接收机进行欺骗式干扰的可行性。     

基于扩展卡尔曼滤波的环路跟踪算法仿真分析

针对接收机定位动态适应性需求,分析了采用扩展卡尔曼滤波的接收机环路跟踪算法,给出了基于扩展卡尔曼滤波的接收机环路跟踪算法的数学模型,基于采集卫星信号模拟器输出的射频信号与程序生成的接收机中频信号,从动态适应性和跟踪灵敏度两个方面,仿真分析了基于标准卡尔曼滤波和基于扩展卡尔曼滤波的环路跟踪算法性能。仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的环路跟踪算法在动态环境中具有更好的跟踪性能,且能够改善跟踪灵敏度1 dB,这表明其对复杂应用场景具有更好的适应性。该分析结果能够为算法工程化提供参考和借鉴。     

GPS接收机中多路径干扰的研究

从GPS接收机内部结构入手,给出了GPS接收机码和载波跟踪环的功能以及多路径信号对码跟踪精度的影响;分析了在多路径干扰下.用窄相关器可以部分修正多路径对码环的跟踪误差,详细介绍了一种以窄相关为基础的新的窄相关器技术--微脉冲相关技术,通过与宽的标准相关器和窄相关器在伪距测量精度上的比较,说明了它是一种性能非常好的抗多路径技术.     

一种GPS数字中频信号软件模拟器的设计

为了给GPS系统中基于C/A码的卫星捕获及跟踪算法提供信号源,以GPS卫星发送信号模型为基础,分析了GP2010的工作原理,采用Matlab/Simulink以软件的方式模拟了GP2010的工作过程,完成了一种数字中频GPS信号软件模拟器的设计,最后采用一种基于C/A码的捕获和跟踪算法对软件模拟器进行了验证.仿真结果表明:设计的软件模拟器可以给基于C/A码的卫星捕获和跟踪算法提供信号源,与常规GPS信号模拟器相比,所设计的软件模拟器结构简单,设计灵活并可扩展,易于使用.     

跟踪状态下射频隐身功率实时控制方法

雷达辐射的功率会影响射频隐身性能,基于对射频隐身原理的分析,提出了目标跟踪状态下射频隐身功率实时控制的方法。实现了在射频隐身状态下,雷达跟踪单目标和多目标的辐射功率的实时控制。利用射频隐身性能指标和雷达临界截获模型,建立跟踪状态下雷达低截获模型。并以截获概率为优化目标,雷达最小接收功率为约束条件,得到了跟踪状态下单次辐射功率控制模型。提出基于目标跟踪状态下跟踪单目标和多目标的射频隐身功率控制方法。仿真实验与传统的功率最小法比较,得到该方法实现较低的雷达截获概率,证明了功率控制方法的合理性和有效性。     

BDS/GPS双模自适应抗干扰接收机关键技术研究与设计

针对现代导航战对卫星导航接收机干扰对抗能力的要求,研究了BDS/GPS双模自适应抗干扰接收机的关键技术。在分析传统空时零陷技术的基础上,引入基于数字波束形成的自适应抗干扰技术,并使用惯性模块和历书进行卫星信号初始来波方向估计,显著增强了接收机的抗干扰能力。同时,提出了BDS/GPS双模多阵元天线耦合测量与校正技术,有效解决了双模天线设计难题。仿真测试表明:接收机使用数字波束形成技术后,总体抗干扰能力可达85dB,比单一使用空时零陷技术增加了8dB。     

高动态GPS抗干扰算法仿真研究

对于高动态条件下GPS(global positioning system)接收机的抗干扰问题,研究等距线阵接收信号模型和基于协方差矩阵扩张的基本原理,并仿真分析了2种基于协方差矩阵扩张的经典抗干扰算法:Mailloux算法和Zatman算法在高动态环境下的作用效果.经过Matlab仿真,结果表明,相比与常规方法,Ma...     

GPS一维弹道修正引信修正算法研究

通过分析基于GPS测量的一维弹道修正引信以及GPS接收机本身数据的特点,提出了一种以GPS测量数据作为初始数据,结合阻尼弹道系数对部分弹道进行解算的实时弹道修正算法,并进行了仿真试验。     

一种基于GPS和GIS技术的军用移动装备管理系统

根据我军移动装备管理现状和发展需要,提出了一种利用GPS和GIS技术的新的管理系统。该系统是一种集多目标自动跟踪定位,地图匹配显示与指挥调度等功能为一体的综合管理系统。本系统采用时分制设计思想,将GPS接收机、帧格式转换器、通讯模板和数字电台组成一个整体,构成无线通信网络并与电子地图相结合完成对移动装备的管理。     

基于接收机跟踪性能的GPS压制干扰效果分析

随着抗干扰技术的发展,为了更准确地分析P(Y)码与C/A码GPS接收机的压制干扰效果,在分析现有GPS接收机压制干扰效果研究方法和评价指标的基础上,提出了一种基于接收机跟踪性能的可用于同时分析P(Y)码与C/A码GPS接收机压制干扰效果的方法.与传统的压制干扰效果研究方法相比,该方法更接近于实际试验结果.     

Mathematical analyses of the GPS receiver interference tolerance and mean time to loss lock

In this paper, novel mathematical expressions are derived for the Global Positioning System (GPS) receiver interference tolerance in the presence of different types of interference signals such as: continuous wave interference, narrowband interference, partial band interference, broadband interference, match spectrum interference and pulse interference. Also, in this paper the mean time to loss lock is determined in order to analyse the mentioned interferences effect on the GPS receiver. These derived analytical expressions are validated with the aid of extensive simulation experiments.     

基于码相关的自适应多波束形成算法

给出了一种基于码相关的GPS接收自适应多波束形成算法.这种算法的优点是在形成波束对准期望信号并消除干扰时,不需要直接给出这些信号的DOA信息.计算机仿真结果给出了对抗干扰的性能.     

GPS仿真器设计

本文详细介绍了在无人机利用ＧＰＳ导航半实物仿真系统中ＧＰＳ仿真器的设计原理。通过分析ＧＰＳ及ＧＰＳ接收机的基本工作方式,ＷＧＳ－８４与各种坐标系的转换关系,研制了ＧＰＳ仿真器。它将由飞行仿真计算机得到的无人机位置信息转换成与之对应的ＧＰＳ信号,输入飞控计算机,以实现ＧＰＳ导航的仿真试验。     

GPS接收机模糊搜索粗时定位方法

由于难以获得免时定位算法所需的接收机概略位置,提出模糊搜索的粗时定位方法。为减小搜索空间,在位同步后优选几何精度因子值较好的4颗卫星通过遍历伪距模糊的方式进行位置估计,并基于伪距残余均方根最小准则选出最合理的位置估算结果。根据概略位置恢复所有卫星的完整伪距。利用5状态的免时定位算法估计接收机位置。使用11个国际卫星导航服务观测站的观测数据对算法进行验证,结果表明,在概略位置未知情况下该方法能够实现粗时定位,且定位精度与直接使用完整伪距的精时最小二乘定位精度相当。     

面向数字射频存储的雷达欺骗干扰检测方法

基于数字射频存储(digital radio frequency memory,DRFM)技术的转发式欺骗干扰与真实雷达回波高度相干,这导致雷达难以分辨真假目标。针对该问题,提出一种基于Hough变换的DRFM欺骗干扰检测方法。建立基于线性调频的干扰信号模型,分析其谐波分量的频谱特性,采用短时傅里叶变换和二维恒虚警率检测器对干扰信号进行特征提取,并利用Hough变换完成欺骗干扰检测。所提方法是基于DRFM欺骗干扰本身的特征,不依赖于先验信息与应用场景,计算复杂度低,且在低信噪比条件下具有良好的检测性能。计算机仿真实验验证了方法的有效性。