摘要：信号认证是满足全球卫星导航系统(GNSS)民用信号安全性需求的关键,相比于导航电文认证(NMA),扩频码认证(SCA)具有更强的安全性。为了在实现SCA的同时不对非认证用户造成影响,提出了一种基于码片幅度调制(CAM)的导航信号SCA方法,对民用信号的扩频码的码片幅度进行了调制,实现了在扩频码层面的认证特征的引入。为了验证所提方法的有效性,采用理论和仿真分析,与GPS L1C采用的Chimera SCA方法进行了比较。结果表明,所提方法在检测性能方面提升了2.55~2.78 dB。研究成果可为下一代高安全卫星导航信号的设计提供支持。

摘要：导航电文设计的优劣直接影响卫星导航定位的可靠性,该文以GPS和Galileo导航系统的导航电文设计为例,汇总了GPS和Galileo系统导航电文设计的最新成果,比较分析GPS传统的导航电文格式NAV和新的民用导航电文格式CNAV以及Galileo系统的导航电文,并对导航电文数据结构、编排方式、差错控制以及播发方式等方面的性能进行评估,进行导航电文的优化设计,以期为我国北斗导航系统的电文设计提供借鉴。

摘要：全球卫星导航系统为低轨和地面用户提供导航服务已有广泛的研究.中高轨卫星以及深空卫星的定轨、定姿和时间同步,目前主要利用地面测控系统完成,存在设备复杂、投资高、无法同时支持大量飞行器、无法自主运行等缺点.本文研究中高轨卫星和深空卫星利用全球导航星座进行定轨、定姿和授时服务的可行性,实现其扩展应用,寻求全球导航星座作为天基网时空基准的高效途径,使得天基网的自主导航与自主运行成为可能.论文提供了一套解决方案,在不增加卫星设备的前提下,通过星间链路的巧妙设计,实现对远地、深空飞行器的无源导航服务,重点研究了卫星可见性、几何精度因子(GDOP)等内容,进行了定位、定时精度分析,为全球导航星座的建设提供思路.

摘要：随着天基定位、导航、授时(Position,Navigation and Time,PNT)系统和天地一体化信息网络的建设,利用星间链路实现高速通信和高精度测量,构建天基信息网络和维持天基时空基准,对星间链路的发展提出了更高的要求。激光波束窄,方向性好,抗干扰能力强,可以实现更高的信息传输和更高的测量分辨率。通过激光星间链路的通信测量一体化设计,实现通信与测量功能的高度融合,共用相同的物理信道和信号设计,将会极大地提升系统性能,降低系统复杂性,从而实现载荷的小型化设计,这已成为星间链路的发展趋势。针对通信与测距一体化的需求,文章设计了基于高速通信信号的激光测量通信一体化方案,并对测量性能进行了理论分析;采用激光测量验证系统,对理论分析进行了验证。实验表明,在1Gbit/s的通信速率下,星间测量精度优于1mm,相比于目前微波星间链路测量,精度提升了30倍。

摘要：导航信号体制设计是卫星导航系统设计的重要方面。文中结合Compass、GPS和Galileo系统信号体制设计,分析了Compass系统拟采用的调制方式性能及与其他卫星导航系统的兼容性能,仿真了最坏接收情况下的Gal-ileo系统的授权信号增强对Compass系统部分信号的性能影响。

摘要：Galileo卫星导航系统E5信号决定使用Alt BOC(Alternate Binary Offset Carrier)这一新型调制复合方式,文中分析了Alt BOC卫星导航信号的特点及设计思想、生成和接收方法,仿真了理想信号。通过实际生成和测试验证了信号,通过幅频特性、星座图、时域比较等手段对各个阶段信号质量进行了分析和评估。其分析过程和结果对国内全球卫星导航信号的设计和信号生成系统的设计、测试和验证有重要意义。

摘要：针对我国难以全球建站实现全球连续监测,以及当前全球卫星导航系统(GNSS)精密定位收敛速度慢的难题,提出一种基于低轨全球通信星座的全球导航增强系统。该系统不需独立建设,可与低轨通信星座融合发展。低轨卫星既可作为"天基监测站",又可作为"导航信息源"。结合正在发展的低轨鸿雁全球通信系统进行仿真分析,作为"天基监测站"时,通过配置高精确度GNSS接收机,采用"地面区域监测网+天基全球监测网"的观测体制,实现中高轨导航卫星与低轨通信卫星的联合精密定轨与钟差确定;作为"导航信息源"时,可降低几何精确度因子(GDOP)值和缩短精密单点定位首次收敛时间,相比只利用北斗单系统,在收敛时间方面具有显著优势,收敛时间从30 min缩短到5 min以内。

摘要：射频链路作为直扩导航系统的重要组成部分,会引入系统群时延,后者会一定程度的改变扩频信号的传输时延,进而恶化延迟锁定环(DLL)的伪距测量,在强干扰的影响下,系统群时延对伪码测距的恶化情况会更加复杂。基于此考虑,首先介绍了群时延的基本概念,给出了强干扰下群时延对伪码测距误差的理论推导,并在此基础上进行了仿真验证,仿真结果表明,宽带扫频式强干扰的存在使得线性群时延和抛物线群时延对伪码测距误差性能进一步的恶化。

摘要：MBOC(6,1,1/11)调制是Compass系统与GPS和Galileo系统互操作的信号调制方式。文章采用FPGA实现了MBOC的数字中频调制,通过将FPGA实现的数据与Matlab仿真数据做比对,分析了由于量化带来的信号波形的幅度、功率谱密度和自相关函数等方面的误差。结果表明,采用14位量化时带来的误差很小,可以满足导航信号的设计要求。

摘要：汞离子微波钟以其预期可见的优良性能和高可靠性,成为下一代星载时钟的研究热点。星载汞离子微波钟利用射频离子无极灯发出的194nm深紫外光进行量子态制备和态检测,但受汞离子微波钟四极阱的结构限制,需在光束入射四极阱前,将入射光面由圆形整变为矩形。针对此问题,文章利用ZEMAX软件设计折射透镜组,将波长194nm、直径4mm的圆光斑整形为2mm×20mm的矩形光斑。与其他原子钟和离子钟光束整形系统不同的是,在完成光斑尺寸变形的基础上,考虑到汞离子微波钟的泵浦效率,要求整形光斑光强尽量呈均匀分布。因此,额外利用光场分布法设计透镜组,将光强重新分布,得到均匀分布的矩形光斑。仿真结果显示,矩形光斑分布均匀,光强均匀度达73. 52%,外形尺寸满足设计要求。分析表明,波长偏移对光强均匀度有一定影响,光学系统的装配精度对光学系统的波前差有较大影响。