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Tracking structure suitable for L6 signal

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The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2021年第4期28卷 64-74页

作者： Wang Yiting ba xiaohui Liu Xueyong Yang Ying Li Jian Chen Jie System on Chip Lab Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China College of Electronic and Electrical Communication Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

A tracking structure suitable for L6 signal of quasi-zenith satellite system(QZSS) was proposed in order to track the L6 signal without other frequency assistance. Moreover, the tracking structure does not change the receiver’s hardware structure. The main difference between the proposed and the traditional tracking structure lies in the generation of local codes of E,P and L branches. The method of local code generation is designed in a two-stage manner. The first stage is the generation of the P branch local code with fast fouriertransform(FFT). In the second stage, the local codes of the E and L branches are obtained with the code-chip interval. The tracking structure can track and decode L6 signal separately, and track code shift keying(CSK)modulated signal as well. The structure was verified using both simulation data, generated in different conditions, and actual data obtained from QZSS satellites respectively. The results show that the improved tracking loop is able to track L6 signal without other frequency assitance. Furthermore, the biterror ratio(BER) of L6 tracking algorithm is lower than that of L1C/A assist L6 algorithm, when the Doppler remains a constant and reed solomn(RS)encode are applied. To be more specific, with the proposed structure the BER decreased by 11.40%, 17.07%, 15.00%, 11.15%, 5.19% when carrier to noise ratio(CNR) is 36-40 dB·Hz.

关键词： quasi-zenith satellite system L6 signal code shift keying modulation tracking algorithm

A Novel GPS Cross-Correlation Mitigation Algorithm based on Code Phase Comparison

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A Novel GPS Cross-Correlation Mitigation Algorithm Based on ...

基于“高精一号”接收机对QZSS系统特性的分析

第四届中国卫星导航学术年会

作者： xiaohui ba Huahua Duan Yun Wang Jie Chen the Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences （IMECAS）

The cross-correlation problems occur in any instance in which weak GPS signals need to be acquired and tracked in the presence of other strong GPS signals. The influence of cross-correlation must be considered in the design of high-sensitivity acquisition method. In this paper, a new detection method is presented based on multiple times acquisition and code phase comparison （CPC）. One group of code phases is obtained after one acquisition and the code phases of the maximum several peaks are selected and stored in an array. After multiple times acquisition, multiple groups of code phase are obtained. We can find whether the code phase of autocorrelation appears according to the comparison method presented in this paper. The CPC algorithm need not reconfigure the strong PRN signal and has relative higher acquisition sensitivity in the presence of cross-correlation interference. The experimental results show that the CPC method can effectively find autocorrelation peak of weak signal with -147dBm power level, in presence of one strong signal with -124dBm power level.

关键词： GPS Cross-correlation High-sensitivity Code Phase Comparison

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中国惯性技术学报 2018年第4期26卷 452-457页

作者：王依婷巴晓辉中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

日本的QZSS刚完成第一阶段四颗卫星的部署。利用自主研发的"高精一号"多模多频接收机对QZSS卫星的L1C/A、L1-SAIF、L2C和L5信号特性、系统可见性以及定位服务性能进行研究。通过对监测结果的分析与对比,在中国区域观测到QZSS四颗卫星,... 详细信息

日本的QZSS刚完成第一阶段四颗卫星的部署。利用自主研发的"高精一号"多模多频接收机对QZSS卫星的L1C/A、L1-SAIF、L2C和L5信号特性、系统可见性以及定位服务性能进行研究。通过对监测结果的分析与对比,在中国区域观测到QZSS四颗卫星,其中三颗QZO轨道卫星的星下点轨迹重合呈不对称"8"字形;使用QZSS卫星协同配合GPS系统可以有效减少定位误差,提高GNSS接收机定位成功率和定位精度,相较于GPS L5信号单独定位,在北京地区,截止仰角为10°和20°时,成功率分别提升52%、68%。

关键词： GNSS接收机 “准天顶”卫星系统 L1C/A L1-SAIF L2C L5

适用于BOC(m,n)信号的无模糊捕获技术

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航空学报 2017年第4期38卷 217-226页

作者：张洪伦巴晓辉陈杰周航中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

针对二进制偏移载波(BOC)调制信号自相关多峰特性引起的信号捕获模糊性问题,提出了一种子相关相乘边峰消除技术(CMSCT)。根据BOC子相关函数的特性,通过将不同子相关函数相乘获得边峰消除能力,并且为了充分利用接收信号,进一步提高捕获性... 详细信息

针对二进制偏移载波(BOC)调制信号自相关多峰特性引起的信号捕获模糊性问题,提出了一种子相关相乘边峰消除技术(CMSCT)。根据BOC子相关函数的特性,通过将不同子相关函数相乘获得边峰消除能力,并且为了充分利用接收信号,进一步提高捕获性能,提出了相应的优化算法。分析对比了提出算法的实现复杂度和基于恒虚警率准则的峰值发现概率,对Galileo E1C中频采样信号的处理结果表明:提出的边峰消除方法有效解决了捕获模糊性问题。

关键词：全球导航卫星系统二进制偏移载波调制无模糊捕获相关函数边峰消除

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互相关干扰下微弱GPS信号检测方法

数据采集与处理 2015年第3期30卷 677-682页

作者：段华华巴晓辉陈杰中国科学院微电子研究所北京100029

互相关干扰由C/A码相关特性造成,是GPS系统不可避免的问题,已成为制约接收机灵敏度的因素之一。文中提出了一种新的互相关干扰下自相关检测方法——多组数据比较法(Multi-groups data comparison,MDC)。该方法比较多组数据下捕获结果的... 详细信息

互相关干扰由C/A码相关特性造成,是GPS系统不可避免的问题,已成为制约接收机灵敏度的因素之一。文中提出了一种新的互相关干扰下自相关检测方法——多组数据比较法(Multi-groups data comparison,MDC)。该方法比较多组数据下捕获结果的多普勒频率和码相位,确定自相关峰的多普勒频率与码相位。对比基于均方比(Mean square ratio,MSR)和峰值相差(Peak difference,PD)检测两种方法,该方法在互相关干扰下有效提高弱信号发现概率。仿真结果表明,强信号为-124dBm时,该方法对-145dBm弱信号的检测概率为83%。该方法对GPS接收机弱信号捕获研究有实际意义。

关键词： GPS 弱信号捕获互相关干扰

Spreading Code Authentication Technique based on CSK Modulation

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Spreading Code Authentication Technique based on CSK Modulat...

基于动态窗口运动统计信息的特征匹配筛选算法

第十四届中国卫星导航年会

作者： Siyuan Chen xiaohui ba baigen Cai Wei Jiang Jian Wang School of Electronics and Information Engineering Beijing Jiaotong University State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety Beijing Engineering Research Center of EMC and GNSS Technology for Rail Transportation Beijing Jiaotong University

GNSS civil signal interface standard is open,malicious attackers can generate legitimate navigation signals according to the interface control document,GNSS open service signals face spoofing interference ***-spoofing methods mainly include navigation signal detection,navigation information encryption authentication *** signal authentication techniques include two types of navigation message authentication and spreading code *** paper proposes a spreading code authentication method based on CSK modulation,which firstly performs CSK modulation on the authentication message chunks,and then modulates on the original satellite navigation signal by phase hopping *** method improves the authentication information rate while ensuring the constant envelope signal,and gives the corresponding authentication information demodulation *** analysis shows that the method can change the authentication message rate and the assigned power ratio by controlling the CSK(U,N) parameters and setting the phase hopping angle to meet the authentication requirements of different strength signals.

关键词：

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华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第6期48卷 114-122页

作者：相恒永周莉巴晓辉陈杰中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国科学院大学微电子学院北京100049

在图像局部特征匹配的过程中,考虑特征的运动统计信息可以有效地筛除错误匹配,但是目前基于网格的运动统计方法不具备良好的尺度不变性与旋转不变性。针对该问题,文中提出了一种基于动态窗口运动统计的特征匹配筛选算法。该算法首先基... 详细信息

在图像局部特征匹配的过程中,考虑特征的运动统计信息可以有效地筛除错误匹配,但是目前基于网格的运动统计方法不具备良好的尺度不变性与旋转不变性。针对该问题,文中提出了一种基于动态窗口运动统计的特征匹配筛选算法。该算法首先基于图像特征点位置建立快速近似最近邻索引结构,然后利用该索引结构为匹配建立动态窗口邻域,最后在此邻域上进行运动统计,并依据运动统计得分进行正确匹配的筛选。在多个数据集上进行了文中算法与其他算法综合性能的对比,实验结果显示:在尺度与旋转角度变化较大的情况下测量准确率与召回率时,文中算法相比于基于网格的算法优势明显;在更一般场景下,文中算法的综合匹配效果也要明显优于其他几种经典的匹配筛选算法;与此同时,文中算法具有良好的时间性能,可以应用于实时任务。

关键词：特征匹配运动统计动态窗口快速近似最近邻

Design of a Universal Acquisition Engine for GNSS Receiver

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Design of a Universal Acquisition Engine for GNSS Receiver

基于GPU的列车卫星定位接收机捕获引擎设计

第五届中国卫星导航学术年会

作者： xiaohui ba Haojie Zou Yuheng Yang Yun Wang Jie Chen the Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences (IMECAS)

In the near future there will be at least four satellite navigation systems in the sky, including GPS, BDS （BeiDou Navigation Satellite System）, Glonass, and Galileo, etc. The navigation chip that supports multi-constellation will be more beneficial to users. Multiple constellations offer wide-area signal coverage and enhanced signal redundancy. Therefore, a multi-constellation receiver can improve GNSS navigation performance in terms of accuracy, continuity, availability, and reliability. The acquisition engine is the key module of the receiver chip. The key parameters of an acquisition engine include acquisition sensitivity, acquisition speed and circuit scales, etc. In this paper, a novel acquisition engine is presented which support the L1C/A signal of GPS and QZSS, B1-I signal of BDS, L1C/A signal of Glonass, L1C/A signal of SbaS and E1B/C signal of Galileo. The detailed algorithm and its performance are also described in this paper. The architecture of the acquisition engine is flexible and can be configured by software to meet the requirement of acquiring both strong and weak satellite signals.

关键词： GNSS Multi-constellation Acquisition Engine Parallel Acquisition.

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铁道科学与工程学报 2023年第8期20卷 3093-3104页

作者：黄颂巴晓辉蔡伯根姜维王剑北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

下一代列控系统中提出了应用卫星导航提供位置服务的需求,相应的卫星导航硬件接收机价格高昂,不能兼具场景测试的灵活性和设备的便携性。传统软件接收机可根据需求更改基带算法,灵活性高,但由于串行捕获的原因导致其耗时较长,影响用户... 详细信息

下一代列控系统中提出了应用卫星导航提供位置服务的需求,相应的卫星导航硬件接收机价格高昂,不能兼具场景测试的灵活性和设备的便携性。传统软件接收机可根据需求更改基带算法,灵活性高,但由于串行捕获的原因导致其耗时较长,影响用户首次定位的时间。本文针对铁路沿线开阔和存在遮挡的强弱卫星信号场景,设计了基于GPU的双模捕获引擎,分析了信号捕获速度以及灵敏度。首先,介绍了基于FFT的并行码相位捕获算法;其次,利用GPU与CPU异构并行计算平台,设计了强弱信号的并行捕获架构;然后,对捕获的各个模块进行并行性设计,通过对载波多普勒、多颗星并行实现强星的搜索,对于弱信号捕获,提出一种间断性补偿码多普勒的全比特法来提高捕获速度。最后,使用现场轨道坐标测量数据仿真生成了不同载噪比的中频数据来验证并行捕获的正确性,并对捕获耗时、灵敏度进行了分析与对比。仿真结果表明:5 MHz采样率下,冷启动搜索12颗GPS/BDS强星信号只需32.5 ms;对25 dBHz的弱信号,GPS与BDS的捕获概率分别达到90%和80%,捕获时间减少了29.3%,在保证灵敏度的同提升了捕获速度。对2种铁路场景设计了相应的并行捕获架构,在铁路沿线捕获强弱卫星信号的同时能够降低列车首次定位时间,为列车专用软件接收机捕获引擎的设计提供了参考。

关键词：列车定位双模软件接收机捕获 CUDA 并行计算