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GPSBIIF-1卫星L1频点QPSK VS CASM信号质量评估

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宇航学报 2019年第1期40卷 102-108页

作者：康立饶永南王雪贺成艳中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中国科学院大学北京100049

为了评估GPS L1频点信号体制转换前后的空间信号质量,基于高增益天线接收系统采集数据,对相干自适应副载波调制(CASM)调制和QPSK调制信号质量进行对比分析。首先,简要介绍CASM调制模型,利用波形匹配技术求解L1频点授权信号伪码序列。其... 详细信息

为了评估GPS L1频点信号体制转换前后的空间信号质量,基于高增益天线接收系统采集数据,对相干自适应副载波调制(CASM)调制和QPSK调制信号质量进行对比分析。首先,简要介绍CASM调制模型,利用波形匹配技术求解L1频点授权信号伪码序列。其次,基于星座图分布和极大似然估计分别解决出QPSK和CASM调制信号分量功率分配难题。最后定量地利用相关特性参数中的S曲线过零点偏差(SCB)和相关损失(CL)对比分析L1频点信号体制转换前后各信号分量空间信号质量。该文结果可为不同信号体制下空间信号质量评估对比提供参考。

关键词：空间信号质量伪码序列估计功率分配 S曲线过零点偏差相关损失

北斗三号B1C信号标称失真对测距性能的影响

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通信学报 2019年第2期40卷 145-153页

作者：王雪郭瑶饶永南卢晓春康立中国科学院国家授时中心陕西西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 中国科学院大学天文与空间学院北京101408

北斗三号系统选择B1C信号作为民用导航信号,并在B1频段采用复杂的恒包络调制,因此,在信号生成过程中极易产生标称失真现象,各卫星标称失真产生的测距偏差不一致现象会直接影响系统定位性能。针对B1C信号提出完整的测距偏差估计方法,首先... 详细信息

北斗三号系统选择B1C信号作为民用导航信号,并在B1频段采用复杂的恒包络调制,因此,在信号生成过程中极易产生标称失真现象,各卫星标称失真产生的测距偏差不一致现象会直接影响系统定位性能。针对B1C信号提出完整的测距偏差估计方法,首先,以S曲线过零点偏差定量分析B1C信号测距偏差,提出标准相关曲线估计法实现相关曲线尖峰处码相位偏差准确估计;其次,设计算法解决QMBOC信号在接收机跟踪过程中,平台处误锁问题;最后,采用国家授时中心40m高增益天线采集卫星下行信号,分析北斗三号各在轨卫星实际测距偏差及系统星间自然测距偏差随用户接收机不同相关间隔和前端带宽的变化规律,并给出了接收机的建议参数范围。所提策略可扩展到其他MBOC信号测距误差估计,实验结果可为北斗三号接收机研制提供参考。

关键词：北斗三号标称失真 QMBOC调制测距偏差

北斗系统GEO-3卫星临退役期B1信号质量研究

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电子与信息学报 2020年第7期42卷 1573-1580页

作者：石慧慧王萌饶永南卢晓春王雪中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 中国科学院大学天文与空间科学学院北京101408

北斗2号系统于2012年正式向亚太地区提供服务,其中GEO-3卫星已退役,由GEO-7卫星替代。研究卫星临退役期间的信号质量特性不仅能够分析北斗2号系统卫星载荷状态,而且为其它临退役星的信号特性估计提供重要的参考价值,同时对北斗3号系统GE... 详细信息

北斗2号系统于2012年正式向亚太地区提供服务,其中GEO-3卫星已退役,由GEO-7卫星替代。研究卫星临退役期间的信号质量特性不仅能够分析北斗2号系统卫星载荷状态,而且为其它临退役星的信号特性估计提供重要的参考价值,同时对北斗3号系统GEO卫星载荷信号质量控制与优化具有重要的借鉴意义。该文利用昊平观测站40 m大口径天线的多源多手段数据,分析了GEO-3卫星B1民用信号的功率谱、地面接收功率、S曲线过零点偏差(SCB)的长期变化趋势,给出了相应的统计结果,提出了针对卫星载荷信号质量优化的相关建议,也对超期服役卫星的决策提供了参考。

关键词：北斗卫星导航系统临退役卫星地面接收功率 S曲线过零点偏差

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北斗三号基本系统空间信号质量评估

电子与信息学报 2020年第11期42卷 2689-2697页

作者：宿晨庚郭树人刘旭楠饶永南王萌北京跟踪与通信技术研究所北京100094 国防科技大学电子科学学院长沙410073 自然资源部海洋减灾中心北京100194 中国科学院国家授时中心西安710600

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C,B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提... 详细信息

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C,B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提出了较大挑战。2018年底北斗系统完成了18颗卫星组网,完成北斗三号基本系统建设并开始提供全球服务,有必要对北斗三号在轨卫星空间信号质量进行量化评估。传统空间信号质量评估方法侧重于单项的定性评估,而针对北斗三号复杂的信号体制,缺乏系统的、定量的分析结果。该文对标北斗系统接口控制文件(ICD),从功率特性、频域特性、时域特性、相关域特性和信号一致性等方面研究了不同参数配置对评估结果的影响,形成了一套面向新型调制方式和多频多分量复用信号的量化评估方法。基于40 m大口径天线的空间信号质量评估系统,对18颗MEO卫星进行了长时间监测跟踪和数据采集,首次对北斗三号卫星空间信号质量进行了全面量化评估。结果表明:北斗三号卫星空间信号质量良好,18颗MEO卫星一致性较好,符合ICD指标要求,可满足服务区内用户需求;评估方法可用于对后续导航卫星空间信号质量的量化评估。

关键词：北斗三号全球卫星导航系统空间信号质量性能评估

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北斗系统信号时域波形失真评估

电子与信息学报 2018年第4期40卷 1002-1006页

作者：康立卢晓春王雪贺成艳饶永南中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中国科学院大学天文与空间学院北京101408 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408

卫星导航信号时域波形是空间信号质量监测和评估(SQM)的重要内容,本文利用大口径天线接收系统采集的离线数据对北斗IGSO-6卫星B1频点信号时域波形进行分析。首先提出利用基于码相位平均方法求取高信噪比的时域波形,在此基础上利用标准... 详细信息

卫星导航信号时域波形是空间信号质量监测和评估(SQM)的重要内容,本文利用大口径天线接收系统采集的离线数据对北斗IGSO-6卫星B1频点信号时域波形进行分析。首先提出利用基于码相位平均方法求取高信噪比的时域波形,在此基础上利用标准码片波形相关技术提取出码元波形。然后建立相关函数和码元波形的统计理论联系,利用码元波形相关函数差分析信号边沿特性,最后在时域波形上计算出所有北斗卫星的数字失真量,详细评估不同卫星数字失真规律。

关键词：卫星导航时域波形码相位平均标准码片波形相关数字失真

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GPSL1频点授权信号质量评估

电子与信息学报 2018年第4期40卷 905-911页

作者：康立卢晓春王雪贺成艳饶永南杨德进中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中国科学院大学北京100049

GNSS信号的空间信号(SIS)质量直接影响用户的定位、测试和授时(Positioning,Velocity and Timing,PVT)服务精度,但由于授权信号保密等原因,授权信号的伪码序列未知,卫星导航系统授权信号质量评估存在一定的困难性。该文主要分析GPS BII... 详细信息

GNSS信号的空间信号(SIS)质量直接影响用户的定位、测试和授时(Positioning,Velocity and Timing,PVT)服务精度,但由于授权信号保密等原因,授权信号的伪码序列未知,卫星导航系统授权信号质量评估存在一定的困难性。该文主要分析GPS BIIF-5卫星L1频点的相干自适应副载波调制(CASM)信号,利用匹配滤波理论恢复出采集数据中的P(Y)码和M码两个授权信号分量的伪码符号,采用极大似然估计结合信号分布特点准确求解出各信号分量之间的功率分配。重点分析P(Y)码和M码信号相关性能,包含相关曲线、相关损失和S曲线过零点偏差(S-Curve bias),定量地评估了授权信号的空间信号质量。提出完整的基于GPS L1频点授权信号质量评估方法,研究成果可作为其他卫星导航系统授权信号质量评估的参考。

关键词：授权信号质量评估伪码序列估计功率分配相关性能

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北斗系统导航信号标称失真研究

电子学报 2018年第12期46卷 2848-2853页

作者：康立王雪熊定喜饶永南卢晓春贺成艳中国科学院国家授时中心陕西西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

北斗卫星导航系统(BDS)信号均存在细微的标称失真,传统的研究聚焦于单星信号失真,无法从系统上定量测量各信号由于标称失真带来的测距偏差.该文以大口径天线接收系统采集数据结合软件接收机,从时域波形、通道特性和测距偏差上分析北斗系... 详细信息

北斗卫星导航系统(BDS)信号均存在细微的标称失真,传统的研究聚焦于单星信号失真,无法从系统上定量测量各信号由于标称失真带来的测距偏差.该文以大口径天线接收系统采集数据结合软件接收机,从时域波形、通道特性和测距偏差上分析北斗系统B1I信号标称失真.首先利用码相位累加平均方法和标准码片相关技术提取信号时域失真细节,并计算各卫星数字失真量.其次,运用最小二乘法估计信号通道特性,对比分析所有卫星信号通道特性;最后以S曲线过零点偏差(S-Curve Bias,SCB)定量分析B1I信号自然测距偏差及最大测距偏差.文章从多维度定量对比研究了北斗系统B1I信号标称失真,给卫星导航空间信号质量评估和接收机设计提供了新的思路.

关键词：卫星导航标称失真测距偏差时域波形通道特性

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GPSⅢ首星空间信号质量监测评估

电子学报 2020年第2期48卷 407-411页

作者：饶永南王萌康立杨德进卢晓春王雪中国科学院国家授时中心陕西西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 中国科学院大学天文学院北京101408

GPS(Global Positioning System)在新一代卫星载荷中采用了大量新技术,首颗卫星成功发射后,官方尚未系统公布各导航信号的调制方式、复用方法等关键信息,因而其在轨测试阶段的空间信号质量评估具有重要的意义.该文选择地面接收功率、功... 详细信息

GPS(Global Positioning System)在新一代卫星载荷中采用了大量新技术,首颗卫星成功发射后,官方尚未系统公布各导航信号的调制方式、复用方法等关键信息,因而其在轨测试阶段的空间信号质量评估具有重要的意义.该文选择地面接收功率、功率分配、相位关系、调制特性和测距性能等评估参数,深入分析了GPSⅢ卫星L1频点空间信号质量,剖析了该卫星上多种新技术的信号特征.论文成果对其它GNSS(Global Navigation Satellite System)卫星载荷设计及信号体制设计等方面具有重要的参考意义.

关键词： GNSS信号 GPSⅢ卫星卫星导航空间信号质量测距性能频谱分析

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卫星载荷I/Q失真对导航信号的影响分析

计算机仿真 2021年第10期38卷 82-93,115页

作者：王森王雪霍翔饶永南中国科学院国家授时中心陕西西安710600 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室陕西西安710600

卫星载荷射频通道引起的信号畸变是导航信号测距误差主要来源之一,其中星上载荷射频通道上变频器的直流偏置、本振泄漏和相位噪声等非理想特性引起的信号波形畸变严重影响导航信号码相位和载波相位测量精度。基于直接正交上变频方式传... 详细信息

卫星载荷射频通道引起的信号畸变是导航信号测距误差主要来源之一,其中星上载荷射频通道上变频器的直流偏置、本振泄漏和相位噪声等非理想特性引起的信号波形畸变严重影响导航信号码相位和载波相位测量精度。基于直接正交上变频方式传输通道模型,以导航信号相关损耗、S曲线过零点偏差、S曲线过零点斜率偏差、星座图、功率谱密度、基带信号时域波形、PLL跟踪抖动作为评估指标,量化分析了变频器非理想特性对导航信号质量的影响。研究结果表明,非理想因素恶化导航信号I/Q正交性和幅度平衡性,导致相关曲线、功率谱密度、码片时域波形发生畸变,影响导航信号测距精度;仿真条件下,相位噪声对导航信号码相位测量精度影响较大,导致PLL跟踪抖动差值可达1.6Hz,且随累积跟踪时间呈上升趋势。上述研究可作为星上载荷射频通道变频器设计及优化参考。

关键词：导航信号质量评估星上载荷变频器非理想特性失真模型相位噪声