现代化的GPS军用M码综述

M码是现代化的GPS军用码,是美国"导航战"的重要内容。从M码信号的设计要求出发,介绍了M码信号的调制原理及其功率谱和自相关特性;然后根据相关损失、均方根带宽、频谱隔离系数和等效矩形带宽等参数对M码、C/A码和P(Y)码性能进行了分析比较;最后总结了M码的几种捕获和跟踪方案,并对其各自的优缺点进行了分析。     

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.     

GPSM码信号的产生与特性分析

GPS采用了一种新的信号形式,其关键技术为BOC(Binary Offset Carrier)调制.基于对GPS M码信号BOC调制的定义与功率谱研究,针对其采用的BOC(10,5)调制方式进行了信号仿真,进一步对其频谱与自相关函数进行了仿真,并针对其特性进行了分析,同时与现在的军用P码信号性能进行了对比,从而得出GPS现代化采用BOC调制的M码信号的优势所在.     

GPS软件接收机信号快速捕获新方法

针对微弱信号条件下GPS软件接收机的C/A码捕获问题,提出一种新的并行快速捕获算法。采用平均相关技术降低C/A码的自相关损耗,基于载频误差补偿技术减小C/A码累积误差;利用叠加相关方法降低相干累积运算的复杂度,通过循环移位减小频率步进搜索的时间消耗。实验结果表明该算法能够有效实现GPS信号捕获。对比仿真实验表明,该算法能够完成弱GPS信号捕获,且运算量适中,适合高灵敏度软件接收机使用。     

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.     

BOC调制信号相关检测算法

针对BOC调制信号的相关特性,提出一种针对BOC调制信号载波频率、扩频伪码速率和方波副载波速率的相关检测算法.为验证算法的有效性,在仿真环境下对算法进行仿真,并在不同信噪比下对算法性能进行分析.仿真结果表明,BOC调制信号相关检测算法能有效的实现对BOC调制信号的载频、扩频伪码速率和方波副载波速率的检测.     

GPS L1C信号LDPC译码器设计

GPS现代化中的L1C信号使用了LDPC码,以提高接收机的弱信号接收能力。L1C信号中使用的LDPC码没有循环或准循环结构,这为译码器设计带来了难度。为了降低译码器实现复杂度,在分析L1C信号LDPC码校验矩阵结构的基础上,通过对校验节点分类和改变变量节点更新方法,提出了一种低存储量和简化译码器控制逻辑的低复杂度译码器结构,并通过仿真验证了译码器译码结果的正确性。     

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.     

基于小波变换的MFSK信号盲解调算法

针对无先验信息的MFSK(M-ary frequency shift keying)信号提出了一种基于小波变换的盲解调算法。该算法基于morlet小波脊线值与MFSK信号符号之间的对应关系,研究了小波脊线提取、符号率估计、符号同步、调制进制M识别、调制码估计等算法,实现了盲信号的解调。仿真结果表明:2FSK信号的盲解调性能比理论值恶化不超过0.1 dB;4FSK信号的盲解调性比理论值恶化约1 dB。     

GPS伪码瞄准式干扰及硬件实现北大核心

GPS(全球定位导航系统)天线滤波和极化抗干扰技术,使得宽带阻塞式干扰的效能急剧下降。为了解决这个问题,提出了一种采用伪码瞄准式干扰方案。方案能够对GPS信号进行干扰,并且干扰性能得到提升。分析了伪码瞄准式干扰原理和评估标准,对GPS伪码瞄准式干扰机进行了设计,分别包括伪码干扰源模块设计和载波模块设计,并给出了个电路的原理和硬件实现。对GPS接收机的载噪比进行了测试,实验结果表明伪码瞄准式干扰,载噪比降低,具有干扰功率集中的优点。相比宽带阻塞式干扰,性能得到提升。     

GPS信号P码直接捕获方法

GPS系统中P码主要用于提供精密定位服务。为保证扩频信号具有更高的扩频增益、更强的抗模仿和抗欺骗能力,必须实现P码的直接捕获。同时,对P码这种超长伪码捕获技术研究对于扩频系统信息安全保密传输具有重要的意义。针对传统的P码直捕方法消耗资源大捕获时间长的问题,采用了一种基于XFAST短相关并行捕获的方法,并在Matlab平...     

收发同源设备中相位噪声对信号的影响分析

收发同源设备中信号经过下变频、A/D采样、数字信号处理、D/A恢复和上变频等流程,本文给出了相应的信号传输模型,并针对频标相位噪声对信号通过的影响进行了分析,基于上、下变频时刻频标相位噪声发生变化的分析,推导出了频标相噪对信号经过收发同源设备所产生的影响表达式,并得出结论:由于频标相噪的存在,使得信号通过收发同源设备后伪码速率和载波均被引入一个与频标频率变化率相关的因子,可视为引入了多普勒偏移量,并明确给出了该偏移量的表达式。该结论与普遍认为的收发同源可以完全抵消频标相噪的影响有较大区别,实验验证结果较好地吻合了理论分析的结论。     

GPS伪码瞄准式干扰及硬件实现

GPS(全球定位导航系统)天线滤波和极化抗干扰技术,使得宽带阻塞式干扰的效能急剧下降。为了解决这个问题,提出了一种采用伪码瞄准式干扰方案。方案能够对GPS信号进行干扰,并且干扰性能得到提升。分析了伪码瞄准式干扰原理和评估标准,对GPS伪码瞄准式干扰机进行了设计,分别包括伪码干扰源模块设计和载波模块设计,并给出了个电路的原理和硬件实现。对GPS接收机的载噪比进行了测试,实验结果表明伪码瞄准式干扰,载噪比降低,具有干扰功率集中的优点。相比宽带阻塞式干扰,性能得到提升。     

基于TDDM的BPSK信号同步捕获算法

TDDM(时分数据调制)是一种新的扩频方式,以其良好的伪码跟踪精度不断推动着卫星导航技术的发展.然而,新的TDDM机理的应用却为有效的伪码信号同步提出了非常大的挑战.为此,以GPS P码为例,对TDDM扩频的BPSK信号特性以及BPSK直扩信号同步捕获算法进行了深入研究,并在此基础上,提出了一种适合基于TDDM的BPSK信号同步捕获算法.通过仿真实验,验证了该算法的合理性、有效性和可行性.     

窄带干扰下GPS接收机捕获性能的研究

针对GPS接收机抗干扰能力强的特点,分析了窄带干扰对接收机的捕获性能的影响.在扩频理论的基础上,给出了GPS C/A码接收机信号捕获的数学模型,计算得出平均捕获时间与捕获时间方差,给出窄带干扰下的接收机信号捕获的仿真结果.结果表明,当窄带干扰功率超过一定的值时,会导致GPS接收机捕获性能的严重恶化.     

BOC信号无模糊捕获方法研究进展

BOC信号是源于GPS现代化计划的一种新型信号,并被广泛应用于未来几大导航系统的信号体制设计中.BOC信号的频谱具有分离性,能够充分利用现有的频谱资源,且其自相关函数的主峰比BPSK信号的窄,能够提供更好的码跟踪精度和抗多径能力,但其多峰特性带来错误捕获问题.根据国内外研究现状,深入研究了BPSK_like、副载波相位对消法、自相关边峰对消、去边峰等4种无模糊度的BOC信号捕获方法,探讨并仿真验证了各自方法的特点及其捕获性能,总结了BOC信号捕获技术的发展方向.     

GPS在导航战中的作用及其干扰对抗研究

论述导航战的作用和军用范围,进攻导航战的目标和防御导航战的措施以及GPS系统中C/A码的扩展和加密应用,新码的发展和抗干扰能力。并通过应用实例进一步论述对GPS接收机的干扰原理和干扰效果分析以及美、俄两国发展GPS干扰机的技术现状。     

基于FPGA的零中频DPSK信号解调技术研究与实现

传统超外差结构的接收机,主要通过Costas环实现DPSK信号的载波同步,而在零中频架构的接收机中,因为直接将射频信号下变频到基带,所以无法通过低通滤波器滤除与载波信号相乘的倍频分量。为完成零中频接收机中DPSK信号的载波同步,通过对零中频接收机接收到的信号进行分析,提出一种数学方式实现低通滤波,替代了传统Costas环路中的低通滤波器模块,Simulink仿真结果验证了该方案的可行性。最后根据设计方案,在FPGA硬件平台上实现零中频DPSK信号解调模块的设计,实验结果表明,这种方案可以满足零中频DPSK信号解调的需求。     

北斗RDSS系统新体制信号子载波间干扰产生机理与消除方法

为提高新一代北斗无线电测定卫星服务在有限带宽内的信息服务容量，借鉴了正交频分复用的理念，新体制无线电测定卫星服务信号设计采用多个子载波进行信号调制。以往针对多用户的分析主要考虑多址干扰，对载波频偏损耗和伪码损耗单独考虑，这不能解释新体制调制在相同的同步头的情况下其他子载波上信号在当前观测子载波上形成较大相关峰的问题，该问题对信号接收产生较大干扰。本文对该问题产生机理进行了分析，并提出了两种相关干扰的消除方法。     

GPS时分二进制偏移载波调制信号的高精度无偏抗多径算法

二进制偏移载波调制信号将在卫星导航系统中得到广泛应用。全球定位系统的L1C信号导频分量采用了时分二进制偏移载波调制,对此信号直接采用码参考波形算法消除多径时的鉴别曲线收敛点存在偏差,从而影响测距偏差。因此,提出一种时分二进制偏移载波调制信号的高精度无偏抗多径算法。通过时分的方式分别生成针对BOC(1,1)和BOC(6,1)分量的本地闸波,以保证鉴相函数在码相位无偏差时等于0。由于更好地利用了BOC(6,1)信号分量,该技术在实现无偏跟踪的同时,还能提高跟踪精度。