基于载波相位辅助的GNSS天线阵抗干扰算法*

对于全球卫星导航定位系统,干扰和多径是影响接收机导航定位性能的两个主要因素。针对卫星导航接收机的抗干扰问题,提出了一种基于载波相位辅助的卫星导航天线阵抗干扰算法。该算法进行盲零陷形成的同时利用各阵元通道输出信号的载波相位辅助来进行盲波束形成,并通过控制算法实现智能切换。仿真结果表明,提出的算法在干扰环境且接收机冷启动的条件下仍能成功抑制干扰、正常工作,在无干扰或弱干扰条件下能进行波束形成来增强卫星信号,从而提高卫星可见性以及定位精度。提出的算法不需要阵列校正以及姿态测量单元辅助,其实现代价远小于传统的波束形成算法。     

VFD滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法

针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟方法的模型,包括延时计算模块和可变延迟滤波器两部分。与多速率采样数字延迟滤波器方法比较,该方法滤波器系数个数约为后者的0.2%,并且改变时延特性时,仅需更新1个参数。信道模拟器实测数据结果表明使用该方法伪码多普勒模拟精度可以达到0.1mHz。     

稀疏图DS-CDMA系统设计

DS-CDMA是在扩频技术上发展起来的多址接入方式,但在用户接入数量过载时难以保证高质量的通信性能。基于此,提出了一种基于稀疏图的DS-CDMA系统。该系统以低密度二分图的形式来描述扩频码片和用户之间的关系,使得参与通信的每个用户只在少量码片上进行非零位扩频调制,最大限度地减少了用户间的相互干扰。借助图模型的相关理论,把适合于稀疏图的置信度传播算法应用于该系统,进行多用户检测,通过码片与用户之间的消息迭代来消除噪声和多址干扰带来的影响。结合计算机仿真,从不同的角度测试了系统的误码率等性能。理论分析与性能验证表明,稀疏图DS-CDMA在接入用户数量远远超过系统容量的情况下,依然具有优良的性能。     

基于边带相关置换的BDS抗窄带干扰算法

提出了一种新的窄带抗干扰算法,利用北斗卫星导航系统(BDS)信号体制频谱的对称性,通过将受到污染的频谱部分替换为未受污染频谱,而对于对称干扰,则将其置零,以达到最大程度恢复原信号的目的。仿真表明,该方法扩展了常规边带相关置换法的应用范围,其抗干扰效果优于常规的频域干扰置零方法。     

LEO卫星网络路径选择策略

路由算法在选择路径时,主要考虑传输延迟和跳数这两个因素,分别选取最短延迟路径(Least Delay Path,LDP)或最少跳数路径(Least Hops Path,LHP)。在卫星网络中,基于LHP选径策略实现更加简单,但其应用在LEO卫星网络中合理性的研究成果不多。对极轨道LEO卫星网络中,LDP和LHP之间关系进行详细地理论分析,验证了LHP选径策略的合理性。并在此基础上,提出一种基于横向传输优先级(Horizontal Transmitting Priority,HTP)的LHP最短路径选择策略,利用横向链路长短特性简化路径决策流程。通过仿真,该方法能够快速寻找到最短LHP路径,为LEO卫星网络路由算法提供一定的研究基础。     

卫星在役考核相关问题研究

各类卫星在现代战争中发挥着重要和关键作用。我国传统的卫星试验和鉴定具有很强的科研试验性质,承制单位和用户重点关注的是性能检验,较少考虑作战效能和部队适用性等指标。为推动卫星装备建设和应用,装备试验鉴定部门初步组织开展了相应的在役考核工作。文章对比了美军装备作战试验与鉴定、我国作战试验与在役考核的概念;提出卫星在役考核的六大特点;分析卫星在役考核的组织方式、组织机构和组织保障的不足,提出相应发展建议;研究卫星在役考核指标体系设计、分析评估方法、问题反馈与整改等方面的不足,并提出相应措施建议。     

两级滤波结构的导航卫星天线阵抗干扰算法

干扰和多径是影响接收机导航定位性能的两个主要因素。针对卫星导航接收机的抗干扰问题,提出了一种基于两级滤波结构的卫星导航天线阵抗干扰算法。第一级滤波采用功率倒置算法抑制干扰,通过相关解扩提高卫星信号的信噪比,并估计出其空间特征矢量。第二级滤波用估计得到的卫星信号空间特征矢量对第一级滤波输出信号进行加权处理,从而形成指向卫星信号方向的主波束来进一步提高信噪比。仿真结果表明,该算法的性能明显优于功率倒置算法,且非常接近传统的波束形成算法,不需要阵列校正以及姿态测量单元辅助,其实现代价远小于传统的波束形成算法。     

解析法区域覆盖卫星星座设计

对典型卫星星座进行了分析。使用解析方法,以卫星载荷的工作高度范围为约束条件,以有效利用卫星覆盖区域为原则,给出设计区域覆盖卫星星座的详细步骤,得出卫星轨道根数和星座轨道参数。利用卫星工具包(STK)生成卫星星座图。     

多层卫星通信网络结构设计与分析

针对单层卫星网络时延高、网络阻塞概率大等问题,研究了多层卫星网络的系统结构及其特点。结合不同轨道卫星特点,引入分层卫星网络结构,采用Walker和极轨星座覆盖带设计法,设计了多层卫星网络星座。采用"弱连接"模型作为星际链路建立的基本原则,并对星座的覆盖性能和星际链路特性进行了仿真分析,结果表明,多层卫星网络在覆盖特性和星际链路性能上更具优势。     

基于预警时间窗口的空天反导预警体系构建

如何构建一个完善的反导预警体系并确保反导预警时间充足是当前的一个研究热点,创新性地应用反导预警时间窗口分析各类预警系统的性能,并为反导预警体系构建给出相关决策依据。首先结合预警时间窗口的概念,给出天基支援下预警时间窗口的数学描述;然后,建立了反导预警过程中攻防双方的数学模型及仿真方法;接着,对反导预警时间窗口的计算进行了具体分析;最后,结合具体仿真实例,分析了天基预警卫星对反导预警时间窗口的扩展作用,得出了一些较为实用的结论。