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基于射频加密方法卫星导航攻防技术研究

基于射频加密方法卫星导航攻防技术研究

第十四届中国卫星导航年会

作者：宋彬任前义贺冲陆新颖中科院上海微小卫星创新研究院上海交通大学电子信息与电气工程学院

卫星导航系统具备全天候、全天时、高精度的定位授时服务能力,是国家重要基础设施,具有重大的政治、经济和科技意义。为保证导航系统的安全运行,提升卫星导航系统对抗能力,开展基于天基平台先进导航防护和导航攻击技术研究,设计了创新...

卫星导航系统具备全天候、全天时、高精度的定位授时服务能力,是国家重要基础设施,具有重大的政治、经济和科技意义。为保证导航系统的安全运行,提升卫星导航系统对抗能力,开展基于天基平台先进导航防护和导航攻击技术研究,设计了创新的干扰技术:通过射频加密的压制干扰技术,以较小的代价、高费效比地阻止敌方同时保护已方导航服务。经仿真分析,射频加密的压制干扰可造成对方用户接收机误码率约为50%,干扰效果明显;己方用户接收误码约为0.03%,可正常进行导航服务。

关键词：

一种适用于大频偏和低信噪比条件的频率估计器研究

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宇航学报 2010年第12期31卷 2741-2745页

作者：帅涛任前义刘静梁旭文上海微小卫星工程中心上海200050

为了实现对大频偏和低信噪比条件下信号载波频率快速估计,在比较现有常用估计器基础上,提出一种改进频率估计方案,可以将估计器估计范围提高到数据速率的一半而噪声性能接近MCRB下界。通过仿真和硬件实现,验证了改进频率估计器对大频偏... 详细信息

为了实现对大频偏和低信噪比条件下信号载波频率快速估计,在比较现有常用估计器基础上,提出一种改进频率估计方案,可以将估计器估计范围提高到数据速率的一半而噪声性能接近MCRB下界。通过仿真和硬件实现,验证了改进频率估计器对大频偏和低信噪比的适用性。

关键词：信号同步频率估计大频偏低信噪比

基于自主运行的导航电文自主完好性监测技术研究

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基于自主运行的导航电文自主完好性监测技术研究

第十三届中国卫星导航年会

作者：陆新颖陈雷邵瑞强戴永珊任前义中国科学院微小卫星创新研究院导航总体研究所上海微小卫星工程中心导航总体研究所北京跟踪与通信技术研究所

当导航卫星处于自主运行期间,因空间环境影响发生的软件异常容易引起导航业务中断,目前北斗卫星已实现了卫星钟、导航信号功率、时延快变异常的自主完好性监测,针对导航电文异常自主监测,本文提出两种基于自主运行的监测技术,一种是利... 详细信息

当导航卫星处于自主运行期间,因空间环境影响发生的软件异常容易引起导航业务中断,目前北斗卫星已实现了卫星钟、导航信号功率、时延快变异常的自主完好性监测,针对导航电文异常自主监测,本文提出两种基于自主运行的监测技术,一种是利用自主导航电文进行电文校验,结果表明以60天的时间段分析,前期的校验误差较小,与地面上注电文匹配,具有较高精度,中期及后期随着自主导航算法收敛,误差精度较一致,但相比前期时间段的数据校验误差会增大一个量级;第二种是利用星间链路测量数据进行电文校验,结果表明与地面上注电文的一致性较高,误差在0.5米以内。这两种技术可以支持无地面支持模式下导航卫星电文的完好性监测,有效降低空间段卫星故障漏检概率,提高北斗系统完好性服务水平。

关键词：导航电文自主导航星间链路完好性监测

北斗三号卫星自主完好性监测多级门限分层设计研究

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北斗三号卫星自主完好性监测多级门限分层设计研究

第十四届中国卫星导航年会

作者：戴永珊余志洋陈雷任前义陆新颖中国科学院微小卫星创新研究院上海微小卫星工程中心上海交通大学北京跟踪与通信技术研究所

卫星导航系统的完好性是表征导航定位系统提供定位服务可信度的重要指标,是关系用户使用安全的决定性指标。北斗三号系统(BDS-3)的卫星自主完好性监测(SAIM)实现了信号时延、功率、卫星钟频率与钟相位跳变的监测,并基于工程经验设置了...

卫星导航系统的完好性是表征导航定位系统提供定位服务可信度的重要指标,是关系用户使用安全的决定性指标。北斗三号系统(BDS-3)的卫星自主完好性监测(SAIM)实现了信号时延、功率、卫星钟频率与钟相位跳变的监测,并基于工程经验设置了告警门限。本文基于在轨4年的稳定运行数据,对SAIM监测告警需求及对应的告警门限进行了梳理,基于数据的正态分布特性,建立正态分布数据模型,分析了SAIM监测数据的虚警率与告警门限的关系,给出了多种监测量的告警门限仿真,并针对不同需求提出的不同告警门限设置要求,提出一种多级门限分层设计的告警方法与处置流程,研究成果可为下一代星上自主完好性监测及告警门限设计提供参考。

关键词：

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卫星扩频通信窄带干扰抑制的FPGA实现

电子技术应用 2006年第5期32卷 125-127页

作者：梁继业任前义中国科学院上海微小卫星工程中心上海200050

介绍了卫星扩频通信中的强窄带干扰抑制的基本原理,采用FPGA实现了一种基于频域处理的窄带干扰抑制平台。系统采用流水线、乒乓操作及多时钟等技术,使得在占用面积及最高处理速度上达到最优化。

关键词：窄带干扰抑制流水线乒乓操作多时钟 FPGA

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基于衰减记忆高斯和滤波的星间精密测距技术

电子与信息学报 2011年第2期33卷 295-299页

作者：李理敏马陆任前义余金培上海微小卫星工程中心上海200050 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

星间精密测距是导航星座实现自主导航的核心技术。针对导航星座中码测量值精度低但无整周模糊度,载波相位测量值精度高但存在整周模糊度的特点,该文根据贝叶斯递推原理提出了一种衰减记忆高斯和滤波(Fading Memory Gaussian Sum Filter,... 详细信息

星间精密测距是导航星座实现自主导航的核心技术。针对导航星座中码测量值精度低但无整周模糊度,载波相位测量值精度高但存在整周模糊度的特点,该文根据贝叶斯递推原理提出了一种衰减记忆高斯和滤波(Fading Memory Gaussian Sum Filter,FMGSF)的伪距估计方法。该方法用高斯和形式近似表示系统后验概率密度,并根据卡尔曼滤波原理来更新高斯项的均值和方差,同时引入衰减记忆因子克服由于模型失配导致的滤波结果发散问题,利用重采样解决由于载波相位测量值不确定导致的算法复杂度增加问题。理论分析和仿真结果表明,该文提出的方法不仅能够克服周跳对伪距估计的影响,而且可以获得更好的测距精度。

关键词：卫星间精密测距衰减记忆高斯和滤波 Hatch滤波周跳

基于在轨遥测数据统计特征的导航卫星自主异常检测算法

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基于在轨遥测数据统计特征的导航卫星自主异常检测算法

第十四届中国卫星导航年会

作者：余志洋戴永珊陆新颖任前义林宝军张健中国科学院微小卫星创新研究院上海微小卫星工程中心

导航卫星的自主故障诊断是实现卫星智能化运行的重要保障手段。现有导航卫星对故障的自主诊断大多采用基于固定阈值的异常检测算法。此方法容易存在阈值设定不合理,虚警率较高的情况。本文基于MEO导航卫星的在轨历史数据,设计了一种基...

导航卫星的自主故障诊断是实现卫星智能化运行的重要保障手段。现有导航卫星对故障的自主诊断大多采用基于固定阈值的异常检测算法。此方法容易存在阈值设定不合理,虚警率较高的情况。本文基于MEO导航卫星的在轨历史数据,设计了一种基于导航卫星在轨数据统计特征的异常检测算法,实现了对静态类遥测和周期波动类遥测的正常范围预测的功能,给出同一组数据采用固定阈值法和基于统计特征的异常检测算法的对比仿真结果,结果表明该方法的虚警率可降低至固定阈值算法的2%以下。同时采用仿真数据模拟真实在轨故障,给出常见故障模式下该方法的异常检测结果,结果表明该方法对真实在轨故障能够实现实时检测,具有阈值范围自适应、普适性强、故障识别率高等优势。

关键词：

卫星扩频通信中频域PN码捕获的FPGA实现

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上海航天 2008年第2期25卷 61-64页

作者：任前义帅涛赵国栋中科院上海微小卫星工程中心上海200050

为提高低轨卫星扩频通信系统的捕获速度,在直接序列扩频系统中采用频域捕获方法,并提出在伪码寄存器全1状态后添0的方法以解决伪码与快速傅里叶变换(FFT)运算长度的不匹配。系统采用流水线、乒乓操作和频率步进等技术实现,最优化了占用... 详细信息

为提高低轨卫星扩频通信系统的捕获速度,在直接序列扩频系统中采用频域捕获方法,并提出在伪码寄存器全1状态后添0的方法以解决伪码与快速傅里叶变换(FFT)运算长度的不匹配。系统采用流水线、乒乓操作和频率步进等技术实现,最优化了占用资源和最高处理速度。仿真结果验证了方法的有效性。

关键词：低轨小卫星捕获直接序列扩频相关流水线乒乓操作

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北斗导航卫星对高轨航天器服务能力提升方法

北斗导航卫星对高轨航天器服务能力提升方法

第十四届中国卫星导航年会

作者：沈苑王宇凯任前义龚文斌陆新颖李绍前林宝军中国科学院微小卫星创新研究院上海微小卫星工程中心北京理工大学中国科学院大学

随着人类探索空间能力的增强,探索活动范围的扩展,服务范围限于地球表面及近地空间(3000km高度以下)的导航卫星系统已经不满足需求,未来导航卫星系统的服务域将向空间纵深不断拓展。本文分析了当前北斗三号导航全球星座对高轨航天器(360...

随着人类探索空间能力的增强,探索活动范围的扩展,服务范围限于地球表面及近地空间(3000km高度以下)的导航卫星系统已经不满足需求,未来导航卫星系统的服务域将向空间纵深不断拓展。本文分析了当前北斗三号导航全球星座对高轨航天器(36000km高度)的服务能力,针对当前导航卫星对高轨航天器服务性能不足、难以实现100%可用性的问题,提出了一种北斗导航卫星对高轨航天器服务能力提升的方法,在不增加卫星系统实现复杂性、不增加额外单机的情况下,通过对导航卫星系统RNSS天线阵进行优化,并配置星载高功率固态功放,实现对高轨航天器(36000km高度)的服务100%可用,进一步提升导航服务性能与服务范围,以期为下一代北斗导航卫星系统建设提供参考。

关键词：