摘要：未来十年全球将陆续发射数以万计的近地轨道卫星,组成巨型星座,这将为定位导航应用提供大量不同频段、带宽和制式的机会信号。为了便于利用卫星机会信号,设计一种轻量级模块化的通用型接收设备,率先观测到星链卫星下行信号频道间间隔中心处的信标信号(11.95 GHz/12.45 GHz)。基于该信标信号提出多普勒提取和定位方法,并开展外场实验,接收获得6颗星链卫星的信号,利用其实现接收站定位。接收机的三维定位误差为28.9 m,水平定位误差为11.8 m,验证了星链信标信号用于多普勒定位的实际有效性。

摘要：随着无人机技术的发展与普及,当下对无人机典型“低慢小”目标的高效监测需求逐渐凸显。针对无人机探测的难点,本文提出一种利用低轨卫星作为机会照射源的新式无人机低空探测方法,结合前向散射体制小型化、反隐身与卫星信号全天候、易获取的特点,深入研究了卫星信号前向散射雷达在无人机探测领域的潜在应用。首先,本文详细分析了卫星信号前向散射雷达的几何结构,介绍了前向散射雷达信号处理流程,构建了基于目标水平基线距离的雷达评估模型,仿真了不同目标飞行高度下雷达可探测的最大水平基线距离,仿真结果表明:无人机飞行高度对前向散射探测距离的影响较小,当无人机飞行高度为100 m时,雷达探测的最大水平基线距离为77.2 m;同时分析了卫星运动与天线波束对无人机目标时频特征的影响,分析结果表明,低轨卫星运动对时频特征影响较小;当天线波束过于狭窄时,时频响应由“V”形图像变为“竖条”图像。随后,针对低轨卫星高速运动的特点设计了一套低轨卫星信号接收系统,开展了系统测试实验,测试实验结果表明所设计系统能够稳定、实时地接收低轨卫星信号。最后,利用所设计的接收系统,开展了低轨卫星前向散射雷达无人机探测实验,获得了无人机穿越基线时的前向散射时频特征,实验结果与仿真结果相吻合,证明了理论分析的正确性以及所提体制探测无人机目标的可行性。