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大尺度电离层行扰的GPS观测

地球物理学报 2002年第4期45卷 453-460页

作者：张东和 K.Igarashi 肖佐马冠一北京大学地球物理系 Communication Research Lab

利用日本境内的高空间分辨率的双频GPS台站资料 ,观测研究了发生于 2 0 0 0年 7月中旬太阳强活动期间的一次大尺度电离层行扰 .结果表明 :在 7月 1 5日 1 1 :0 0UT—1 8:0 0UT期间观测区域的电离层中出现了大尺度电离层行扰 .在 1 5 :0 ... 详细信息

利用日本境内的高空间分辨率的双频GPS台站资料 ,观测研究了发生于 2 0 0 0年 7月中旬太阳强活动期间的一次大尺度电离层行扰 .结果表明 :在 7月 1 5日 1 1 :0 0UT—1 8:0 0UT期间观测区域的电离层中出现了大尺度电离层行扰 .在 1 5 :0 0UT之前 ,扰动周期为2h左右 ,在 1 5 :0 0UT以后 ,扰动周期为 1h左右 ;总电子含量扰动幅度的变化范围约为 1—2TECU ;通过对 1 5 :0 0— 1 7:0 0UT之间总电子含量扰动曲线同相位点的分析 ,发现这期间的电离层行扰的扰动速度约为 60 0— 70 0m/s,扰动波长在 2 2 0 0km左右 ,扰动传播的方向几乎沿着经线从高纬向低纬传播 .该行扰与此次强太阳活动有直接的关系 ,因其发生在 7月 1 5日的磁暴急始之前数小时 ,因此与磁暴本身没有因果关系 ,应与磁暴之前先期到达地球空间的高能质子流有关 .

关键词： GPS 总电子含量大尺度电离层行扰磁暴星下点全球定位系统

放大-转发OFDMA中继系统多业务资源分配方案

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应用科学学报 2012年第1期30卷 7-13页

作者：万庆涛马冠一中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院研究生院北京100049

针对独立功率限制、放大-转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题,提出一种在满足实时用户要求前提下,非实时用户数据速率最大化的资源分配方案.根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题.对于实时用户的资源分... 详细信息

针对独立功率限制、放大-转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题,提出一种在满足实时用户要求前提下,非实时用户数据速率最大化的资源分配方案.根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题.对于实时用户的资源分配,利用Lagrange方法计算.对于非实时用户的资源分配,每个子载波分配给信道条件最好的用广,针对功率分配提出两步功率分配方法.首先按照总功率约束进行初始功率分配,然后对各子载波的功率进行调整以满足独立功率约束.对于子载波分配提出一种低复杂度的子载波集合分配算法.仿真结果表明,该方案在满足多业务用户要求的同时使系统性能得到优化,且计算复杂度低.

关键词：正交频分多址中继系统资源分配放大-转发多业务

宇宙噪声的电离层闪烁与电离层不规则结构的结构参数

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空间科学学报 1995年第3期15卷 196-206页

作者：陈仲生马冠一北京大学地球物理系中国科学院北京天文台

利用宇宙噪声是均匀的．各向同性的背景电磁辐射的假设，对电子密度涨落空间分布波数谱为负幂律函数的电离层不规则结构，用射线光学方法导出了闪烁功率谱的表示式．与射电星和轨道人造卫星信标的电离层闪烁相比，减少了因相对运动弓队... 详细信息

利用宇宙噪声是均匀的．各向同性的背景电磁辐射的假设，对电子密度涨落空间分布波数谱为负幂律函数的电离层不规则结构，用射线光学方法导出了闪烁功率谱的表示式．与射电星和轨道人造卫星信标的电离层闪烁相比，减少了因相对运动弓队的变量．用数值计算方法研究了电离层不规则结构的结构参量对功率谱的影响．与实测资料比较，发现电离层吸收事件期间且Ｒｉｏｍｅｔｅｒ记录的闪烁资料中，６０％以上相应的不规则结构有Ｌｙ＞１０３，Ｐ＞（０．２＜。＜０．５）．

关键词：宇宙噪声电离层闪烁电离层结构参量

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基于自适应卡尔曼滤波的盲多用户检测器

宇航学报 2009年第3期30卷 1141-1145页

作者：雷利华施浒立马冠一中科院国家天文台

盲多用户检测算法广泛应用于码分多址(Code-Division Multiple-Access,CDMA)系统中,能够有效克服多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)与"远-近"效应(Near-Far effect)的影响,是CDMA技术中的研究热点。对基于卡尔曼(Kalman)滤波算法的盲多用户检测器进行了研究,在白高斯噪声信道与平坦瑞利衰落信道环境下仿真分析了多址干扰与"远-近"效应对系统性能的影响。仿真实验表明,基于Kalman滤波的盲多用户检测器在两种信道中误码率性能均优于基于最小均方(Least Mean Squares,LMS)算法和递推最小二乘(Recursive Least Squares,RLS)算法的盲多用户检测器,可以有效抵抗多址干扰与"远-近"效应的影响,对提高CDMA系统容量具有十分重要的应用价值。

关键词：盲多用户检测码分多址多址干扰 “远-近”效应卡尔曼滤波

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卫星定位误差椭球的几何特征研究

宇航学报 2012年第11期33卷 1593-1600页

作者：王萌马冠一马利华施浒立中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院研究生院北京100049

在卫星导航定位的误差分析中,准确估计定位误差椭球的几何特征有利于更好的描述定位精度,为估算定位精度参数提供依据。本文研究卫星定位中误差椭球的轴方向、轴长和轴比。通过分析精度衰减(Dilutionof Precision,DOP)矩阵的特征向量和... 详细信息

在卫星导航定位的误差分析中,准确估计定位误差椭球的几何特征有利于更好的描述定位精度,为估算定位精度参数提供依据。本文研究卫星定位中误差椭球的轴方向、轴长和轴比。通过分析精度衰减(Dilutionof Precision,DOP)矩阵的特征向量和特征值,分离其中的三维定位部分和与钟差有关部分,构建了定位误差椭球的理论模型,并给出误差椭球轴方向、轴长和轴比的计算公式。结合GPS星座,在全球范围内选取8个有代表性的地点对该模型开展仿真分析,表明该理论模型可以准确的描述定位误差椭球的几何特征,误差椭球的轴方向、轴长和轴比与模型给出的理论值非常符合。同时,利用8个地点中2个地点附近的IGS测站秒级实测数据进行定位解算,对定位误差椭球进行了分析,结果表明测站误差椭球诸参数的理论值与实测结果基本一致。

关键词： GPS 定位误差椭球几何特征精度衰减矩阵

最大值约束的广义延拓逼近GNSS码鉴相算法

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系统工程与电子技术 2017年第4期39卷 714-720页

作者：张杰马冠一李婧华王晓岚中国科学院大学北京100049 中国科学院国家天文台北京100012

针对GNSS码跟踪环高精度鉴相需求,提出了一种最大值约束的广义延拓逼近码鉴相算法,利用5个相关臂的相关结果建立广义延拓逼近模型,拟合得到相关值分布函数,进而得到码相位差。同时利用相关结果最大的相关节点对拟合的相关值分布函数进... 详细信息

针对GNSS码跟踪环高精度鉴相需求,提出了一种最大值约束的广义延拓逼近码鉴相算法,利用5个相关臂的相关结果建立广义延拓逼近模型,拟合得到相关值分布函数,进而得到码相位差。同时利用相关结果最大的相关节点对拟合的相关值分布函数进行约束,进一步提高了码相位差的估计精度和适应性。将新算法与常用的归一化超前减滞后包络鉴相算法从鉴相线性范围、牵引范围和鉴相误差三方面进行了对比。蒙特卡罗仿真和在GPS软件接收机上对实际GPS信号采样数据进行测试的结果表明,结合最大值约束的广义延拓逼近鉴相误差性能大大优于传统的归一化超前减滞后包络鉴相,可以有效地提升码鉴相器的鉴相精度。

关键词：码鉴相器延迟锁定环广义延拓逼近最大值约束

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薄相屏闪烁的数值分析

电波科学学报 1994年第3期9卷 26-32页

作者：马冠一韩文焌中国科学院北京天文台

本文在弱闪烁条件下，利用广泛适用于星际闪烁、行星际闪烁和电离层闪烁的薄相屏理论，以行星际闪烁为算例，对薄相屏闪烁进行了数值分析。结果表明：垂直于介质运动方向上的不规则结构的大小对闪烁有着重要的影响，直接表现在频谱的变... 详细信息

本文在弱闪烁条件下，利用广泛适用于星际闪烁、行星际闪烁和电离层闪烁的薄相屏理论，以行星际闪烁为算例，对薄相屏闪烁进行了数值分析。结果表明：垂直于介质运动方向上的不规则结构的大小对闪烁有着重要的影响，直接表现在频谱的变化趋势和振荡幅度的不同。尤其是当小于Ｆｒｅｓｎｅｌ尺度时，数值计算表明此时没有闪烁发生。

关键词：薄相屏闪烁射电源辐射电磁波数值分析

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电离层不规则结构对GPS性能的影响

空间科学学报 2013年第2期33卷 158-169页

作者：李婧华马冠一中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院大学北京100049

电离层不规则结构的存在可引起无线电信号的幅度和相位发生随机起伏,这种电离层闪烁现象会影响全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的性能,降低定位精度,严重时导致信号失锁.电离层不规则结构对GPS性能的影响涉及电离层物理、... 详细信息

电离层不规则结构的存在可引起无线电信号的幅度和相位发生随机起伏,这种电离层闪烁现象会影响全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的性能,降低定位精度,严重时导致信号失锁.电离层不规则结构对GPS性能的影响涉及电离层物理、接收机设计和表征卫星几何分布的精度衰减因子(Dilution of Positioning,DOP)等多方面因素.本文通过对表征电离层不规则结构参数的分析,根据GPS接收机跟踪环路和闪烁信号模型,综合研究了电离层闪烁对GPS接收机载波跟踪环和码跟踪环跟踪误差的影响;结合实际观测,评述了电离层不规则结构对单频和双频GPS接收机定位性能的影响,在此基础上提出了有待深入研究的问题及具体建议.

关键词：电离层不规则结构电离层闪烁 GPS 跟踪环路失锁定位误差

基于双频GPS观测的电离层TEC与硬件延迟反演方法

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空间科学学报 2014年第2期34卷 168-179页

作者：王晓岚马冠一中国科学院大学北京100049 中国科学院国家天文台北京100012

利用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的双频观测数据反演得到电离层的总电子含量(Total Electron Content,TEC),使得广域甚至全球范围高时空分辨率的电离层观测研究成为可能,但由于GPS卫星和接收机对信号的硬件延迟可导致... 详细信息

利用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的双频观测数据反演得到电离层的总电子含量(Total Electron Content,TEC),使得广域甚至全球范围高时空分辨率的电离层观测研究成为可能,但由于GPS卫星和接收机对信号的硬件延迟可导致TEC测量系统偏差,因此,需要探索反演TEC并估测GPS卫星与接收机硬件延迟的有效算法.本文根据电离层电波传播理论,阐述了基于双频GPS观测提取电离层TEC的方法,给出TEC与硬件延迟的基本关系.综合研究了TEC与硬件延迟的反演方法,进行分析与归纳分类,在此基础上提出了有待深入研究的问题.

关键词： GPS 电离层 TEC 硬件延迟