卫星通信新技术专题讲座(一) 第2讲 国外典型GEO卫星移动通信系统发展概况及展望

GEO卫星星体相对固定、覆盖面积大、多普勒频移小、技术相对成熟简单,是重要的卫星发展领域之一。文章重点介绍目前国际上比较先进的GEO卫星移动通信系统:Inmarsat、Thuraya、Terrastar和Skyterra,包括这些系统的特点和发展趋势,最后对我国GEO卫星移动通信系统的发展和趋势进行简单的描述。     

群时延傅里叶分解模型及其估计方法

建立了基于三角函数级数的群时延模型,并理论证明了仅采用有限阶数的三角函数群时延即可表征任意群时延对信号相关峰的影响。在此基础上,通过测量信号相关峰,并与不同三角函数群时延组合下的相关峰进行匹配搜索即可估计群时延的三角函数分解级数,从而估计得到相关峰影响等效的群时延特性。仿真中,采用该方法估计得到的群时延特性对滤波器进行修正后,信号相关峰与经过滤波器之前的信号相关峰高度吻合,时延估计偏差在0.1 ns之内。     

北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法

在建立卫星导航系统星座自主守时时间基准时,必须消除星载原子钟钟差数据中包含的周期性波动,以免将其引入系统时间。针对这一问题,基于国际卫星导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的北斗系统星载原子钟钟差产品,提出了一种基于频谱分析的星载原子钟周期性波动校正方法。通过比较校正前后钟差数据的频率稳定度性能差异,确认该方法能够消除由环境因素引起的钟差数据周期性波动。北斗系统各类卫星星载原子钟的性能在校正后都得到了提升。地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升50%左右,中轨道地球卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升23%左右,倾斜地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升15%左右。经过校正,北斗二号和北斗三号系统中的星载原子钟普遍达到了地面站铯钟的频率稳定度性能,为完全基于星载原子钟的星座自主守时提供了基础。     

卫星导航系统功率增强子星座优化设计与性能分析

卫星功率增强技术是提高区域导航信号抗干扰性能的一种有效措施,在卫星导航全星座中优选出卫星数量少、服务性能优的功率增强子星座,是新一代卫星导航系统建设迫切需要解决的问题。因此提出基于卫星数最少准则的功率增强子星座优化设计方法,详细介绍设计流程、数学模型及最优解搜索策略;定义了可用性水平、精度水平和覆盖范围等指标评估功率增强子星座性能;以GPS为例,分别针对覆盖点目标和区域目标两种应用背景进行功率增强子星座优化设计及性能评估。分析结果表明:全球范围内任意目标点进行功率增强需要12～17颗卫星;实现对我国沿海地区的连续覆盖需要18颗功率增强卫星;覆盖整个亚太地区则需要全星座24颗卫星都具备功率增强能力,这样才能满足其连续性和精度要求,此时最优功率增强子星座的服务范围可扩充至全球区域。     

多UAV/MALD协同下战机生存力评估模型

对战机在多架无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)或小型空射诱饵弹(Miniature Air Launched Decoy,MALD)协同下执行突防任务的飞机生存模型进行了研究,建立了飞机生存力分析的等效时间模型;建立了基于M/M/1/N排队论的战机在地面防空系统的威胁下,由多架UAV/MALD协同下的生存力评估模型,并通过计算实例,比较了地面防空单元作战通道、UAV和MALD投放速率、战机使用对抗措施等因素对战机生存力的影响.结果表明,通过投放UAV/MALD会降低战机被地面防空系统"服务"的概率,但是也会因为增加了防空系统对战机的平均"服务"时间而降低战机生存力,在使用UAV/MALD时需要合理设置投放参数,才能达到提高被掩护战机生存力的目的.