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基于低轨通信星座的全球导航增强系统 被引量:17
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作者 沈大海 蒙艳松 +4 位作者 边朗 雷文英 王瑛 严涛 谢军 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第2期209-215,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 导航增强 低轨星座 鸿雁系统
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基于低轨互联网星座的全球导航增强——机遇与挑战 被引量:10
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作者 蒙艳松 严涛 +2 位作者 边朗 王瑛 田野 《导航定位与授时》 CSCD 2022年第1期12-24,共13页
针对当前卫星导航发展的瓶颈问题,结合当前低轨互联网星座蓬勃发展的趋势,提出了基于低轨互联网星座的全球导航增强系统建设方案。从新兴用户群体对PNT性能的需求、低轨互联网星座的优势、建设成本优势以及通导融合优势等角度出发,分析... 针对当前卫星导航发展的瓶颈问题,结合当前低轨互联网星座蓬勃发展的趋势,提出了基于低轨互联网星座的全球导航增强系统建设方案。从新兴用户群体对PNT性能的需求、低轨互联网星座的优势、建设成本优势以及通导融合优势等角度出发,分析了低轨全球导航增强的发展机遇。从频率资源、功率资源以及收敛时间三方面,总结了发展低轨全球导航增强系统面临的挑战。在此基础上,为系统体制、信号体制以及系统建设提出了发展建议。最后给出了总结认为低轨全球导航增强采用天基监测+信号增强体制,信号落地功率有望提升15~30dB,收敛时间缩短至秒级,信号频段向Ka频段扩展,最终实现城市挑战性环境下快收敛、高精度、高完好、高安全、高可用的PNT目标。 展开更多
关键词 低轨互联网星座 全球导航增强 秒级收敛 天基监测 信号增强
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基于Bi-LSTM神经网络的大气阻力系数预测
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作者 陈祥 戴吾蛟 +3 位作者 张梦晨 边朗 唐成盼 李凯 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第11期1161-1166,共6页
大气阻力难以精确建模,是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理时考虑利用时变的大气阻力系数(C_(D))来吸收大气阻力模型误差,从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法来反映C_(D)参数的时变特征,... 大气阻力难以精确建模,是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理时考虑利用时变的大气阻力系数(C_(D))来吸收大气阻力模型误差,从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法来反映C_(D)参数的时变特征,导致轨道预报误差逐渐发散。针对该问题,提出基于Bi-LSTM神经网络预测C_(D)参数的轨道预报方法。首先通过动力学定轨方法解算GRACE-C卫星(GRCC)和Sentinel-3A卫星(SN3A)长期的C_(D)参数序列,然后采用Bi-LSTM神经网络方法进行C_(D)参数预测。结果显示,GRCC和SN3A卫星C_(D)预测值的MAE均值分别为0.0302和0.0774,RMSE均值分别为0.0416和0.1018。将C_(D)参数预测结果运用到两颗卫星4组轨道预报实验中,结果表明,GRCC卫星预报7d的最高平均精度为12.28m,平均精度提升率均在90%以上;SN3A卫星最高平均精度为16.00m,平均精度提升率最高可达74.82%。 展开更多
关键词 神经网络 大气阻力系数 低轨卫星 轨道预测
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地月L2中继星或月球轨道器对月球背面着陆器多普勒定位精度分析 被引量:3
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作者 雷文英 蒙艳松 +2 位作者 雷文华 边朗 王瑛 《载人航天》 CSCD 2016年第6期774-780,共7页
针对地面站无法对月球背面着陆器定位的问题,分别对月球背面着陆器利用月球轨道器上行信号和地月L2中继星上行信号的多普勒对其定位的两种模式进行了研究。在月固坐标系下,理论分析了两种模式下轨道器的多普勒定位精度,以及几何精度因... 针对地面站无法对月球背面着陆器定位的问题,分别对月球背面着陆器利用月球轨道器上行信号和地月L2中继星上行信号的多普勒对其定位的两种模式进行了研究。在月固坐标系下,理论分析了两种模式下轨道器的多普勒定位精度,以及几何精度因子及频率稳定度对定位精度的影响。在STK软件中对两种定位模式建模,利用其导出的星历数据定量评估了两种定位模式下着陆器的定位精度,讨论了应用两种定位模式应满足的时间约束和空间约束条件,同时定量分析给出了不同载频、不同观测时间长度下,着陆器时钟应该满足的频率稳定度。 展开更多
关键词 地月L2点 月球轨道器 月球着陆器 多普勒定位 精度分析
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基于码片幅度调制的导航信号扩频码认证方法 被引量:1
5
作者 严涛 李天 +3 位作者 田野 王瑛 边朗 蒙艳松 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期69-78,共10页
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。 展开更多
关键词 扩频码认证 码片幅度调制 检测概率 全球卫星导航系统
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地月L2中继星单星多源转发月球背面弯管导航
6
作者 雷文英 蒙艳松 +2 位作者 雷文华 边朗 严涛 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第1期82-87,共6页
针对月球背面载人航天器的高精度、高时效性导航需求,解决仅用单颗地月L2中继星多源转发为月背面用户导航着陆提供技术支撑的问题。以地月L2点Halo轨道中继星为桥梁,将地球空间的深空网、GNSS星座等时空基准节点转发给月球背面用户,研... 针对月球背面载人航天器的高精度、高时效性导航需求,解决仅用单颗地月L2中继星多源转发为月背面用户导航着陆提供技术支撑的问题。以地月L2点Halo轨道中继星为桥梁,将地球空间的深空网、GNSS星座等时空基准节点转发给月球背面用户,研究通过转发前后向距离和夹角的测量实现月球遮挡距离再生,利用再生距离和多个地月空间时空节点解析地给出月背面用户位置。采用STK对月背面导航场景进行仿真建模,通过蒙特卡罗方法数值分析月背面导航定位精度。结果表明:当月球遮挡距离重构误差小于0.6 ns时,采用本文方法月背面用户的三维定位精度优于100 m。 展开更多
关键词 月背面 三维自主导航 弯管导航 地月L2中继星 再生测距
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低轨导航增强卫星星座设计 被引量:24
7
作者 田野 张立新 边朗 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期55-61,共7页
针对目前全球低轨卫星快速发展的现状,对低轨导航增强卫星星座设计方法进行了详细的研究。首先推导了轨道高度与可视球冠的关系,结合太空垃圾分布,从覆盖范围、经济性及碰撞风险几方面联合确定了轨道高度。然后推导了用户仰角与轨道倾... 针对目前全球低轨卫星快速发展的现状,对低轨导航增强卫星星座设计方法进行了详细的研究。首先推导了轨道高度与可视球冠的关系,结合太空垃圾分布,从覆盖范围、经济性及碰撞风险几方面联合确定了轨道高度。然后推导了用户仰角与轨道倾角的关系,分析了实现南北极点覆盖的轨道倾角。接着结合铱星星座,推导出单一星座构型无法实现全球范围内均匀的可见星和精度衰减因子(Dilution of Precision,DOP)值分布。最后提出了一种组合低轨卫星星座设计方法。结果表明,该方法设计的组合星座在实现全球覆盖的同时,能够实现可见星数量与DOP值在全球范围内的均匀分布。 展开更多
关键词 全球覆盖 低轨卫星 导航增强 星座设计
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基于加权鉴别函数的二进制偏移载波信号跟踪方法 被引量:4
8
作者 严涛 王瑛 +3 位作者 曲博 王国永 雷文英 边朗 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期45-53,共9页
在移除二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号跟踪模糊的同时,为了保持BOC信号高的码跟踪精度,提出基于加权鉴别函数(Weighted Discriminator Function,WDF)的BOC信号无模糊跟踪方法。WDF使用非相干超前减滞后功率(Noncoherent... 在移除二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号跟踪模糊的同时,为了保持BOC信号高的码跟踪精度,提出基于加权鉴别函数(Weighted Discriminator Function,WDF)的BOC信号无模糊跟踪方法。WDF使用非相干超前减滞后功率(Noncoherent Early Minus Late Power,NELP)鉴别器和子载波相位消除(Sub Carrier Phase Cancellation technique,SCPC)鉴别器,生成无误锁点的鉴别函数实现BOC信号跟踪。针对BOC(10,5)信号,仿真结果表明,相比于SCPC、基于伪相关函数的无模糊延迟锁定环(Pseudo correlation function based Unambiguous Delay Lock Loop,PUDLL)方法和对称脉冲模糊移除(Symmetrical Pulse Ambiguity Removing,SPAR)方法,所提WDF方法在码跟踪误差方面分别改善了2.5dB、5.5dB与8.3dB,多径误差分别降为60.4%、32.8%与38.0%。因此,WDF是一种有效的、高性能的BOC信号无模糊跟踪方法。 展开更多
关键词 二进制偏移载波 无模糊跟踪 加权鉴别函数 码跟踪性能 全球卫星导航系统
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CSK调制信号的跟踪方法 被引量:2
9
作者 严涛 田野 +4 位作者 李天 王国永 王瑛 周泉 边朗 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期117-127,共11页
CSK调制信号能够满足GNSS厘米级高精度服务的高信息速率播发需求,正受到广泛关注。针对CSK调制信号只能用于播发数据,而不能用于提供测量观测量的问题,对CSK调制信号的跟踪方法进行了研究。通过权衡性能和实现复杂度,提出了两种跟踪方法... CSK调制信号能够满足GNSS厘米级高精度服务的高信息速率播发需求,正受到广泛关注。针对CSK调制信号只能用于播发数据,而不能用于提供测量观测量的问题,对CSK调制信号的跟踪方法进行了研究。通过权衡性能和实现复杂度,提出了两种跟踪方法,方法一跟踪精度高但实现复杂度高,方法二以损失跟踪精度为代价降低了实现复杂度。理论和仿真分析结果表明,所提方法一在CSK调制信号载噪比高于40 dB-Hz时,可提供与BPSK信号相当的跟踪性能。方法二相比方法一所需相关器资源降低一半,性能损失约4 dB。论文的研究成果可为CSK调制信号在GNSS高精度信号体制中的应用提供支持。 展开更多
关键词 CSK调制信号 高信息速率 误符号率 跟踪误差 全球卫星导航系统
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基于载波多普勒的高稳定度GNSS时钟驯服方法 被引量:2
10
作者 雷文英 同钊 +2 位作者 吴兆平 王国永 边朗 《空间电子技术》 2018年第6期7-11,28,共6页
为了充分利用高精度的GNSS载波相位观测量实现对本地时钟高稳定度的驯服,文章提出一种基于GNSS载波相位观测量的GNSS驯服时钟方法,其驯服后的本地时钟频率稳定度高,长稳接近GNSS卫星的星载原子钟水平。该方法首先利用4颗以上卫星的载波... 为了充分利用高精度的GNSS载波相位观测量实现对本地时钟高稳定度的驯服,文章提出一种基于GNSS载波相位观测量的GNSS驯服时钟方法,其驯服后的本地时钟频率稳定度高,长稳接近GNSS卫星的星载原子钟水平。该方法首先利用4颗以上卫星的载波多普勒来估计本地时钟与GNSS卫星时钟的频偏;再用三阶锁频环对频偏进行滤波;最后用滤波后的频偏控制本地时钟的压控晶振或数字控制振荡器,以修正本地时钟的频偏。以氢钟作为思博伦GNSS模拟器和PicoTime阿伦方差测试仪的外参考输入时钟,以高稳晶振为频率源的GPS接收机接思博伦GNSS模拟器的试验结果表明:该时钟驯服方法可将100s后的时钟稳定度从自由运行状态的1×10^(-11)量级,经驯服后优于1×10^(-12)量级,性能比肩GPS星载原子钟,具有较高的工程应用价值。文章所采用的方法可使驯服高稳晶振替代造价昂贵的星载原子钟,作为低轨导航增强星座的高稳定度频率源,且具有低成本、低功耗、轻质量等优势。 展开更多
关键词 载波多普勒 时钟驯服 频率稳定度 锁频环
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导航卫星钟完好性监测发展研究 被引量:1
11
作者 贾亦哲 张立新 边朗 《空间电子技术》 2018年第4期75-81,共7页
随着全球卫星导航系统研究的深化,完好性已经成为其重要的性能指标。卫星钟作为导航卫星的核心部件,其完好性与用户的安全息息相关。针对导航卫星钟的完好性监测,通常有两种方法,分别是以星基增强系统(SBAS)和地基增强系统(GBAS)为代表... 随着全球卫星导航系统研究的深化,完好性已经成为其重要的性能指标。卫星钟作为导航卫星的核心部件,其完好性与用户的安全息息相关。针对导航卫星钟的完好性监测,通常有两种方法,分别是以星基增强系统(SBAS)和地基增强系统(GBAS)为代表的地基监测和卫星自主完好性监测(SAIM)。地基监测发展较早,但其固有缺陷是信号经多次星地传输造成的时延较长,这使卫星钟故障无法及时告警,只有通过与卫星自主完好性监测相结合才能满足目前越来越高的完好性需求。在分析研究目前卫星钟完好性监测的发展现状的基础上得出,卫星自主完好性监测是未来导航完好性发展的一个重要方向。在这之中,将星间链路观测与卫星主备钟差观测结合处理,可以实现卫星钟故障的快速监测并降低告警风险,是未来卫星自主完好性监测的发展趋势之一。 展开更多
关键词 卫星导航系统 卫星钟 完好性监测 星间链路
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快收敛高可靠PPP-RTK大气改正模型生成方法
12
作者 田野 张立新 边朗 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期45-53,共9页
生成快收敛、高可靠的大气改正模型是PPP-RTK(precise point positioning-real-time kinematic)应用的关键和瓶颈问题。对顾及快收敛和可靠性的PPP-RTK大气改正模型生成方法进行了研究,通过迭代约束和时域约束保证其快收敛与可靠性,利... 生成快收敛、高可靠的大气改正模型是PPP-RTK(precise point positioning-real-time kinematic)应用的关键和瓶颈问题。对顾及快收敛和可靠性的PPP-RTK大气改正模型生成方法进行了研究,通过迭代约束和时域约束保证其快收敛与可靠性,利用武汉CORS(continuously operating reference stations,连续运行参考站)进行试验,45 s能够实现水平10 cm(95%)的定位精度。在此基础上利用香港CORS进一步验证与分析得出:增加格网密度能够提升定位精度但会增加信息量,需要综合考虑定位效果和播发的信息量,面向普通用户的格网大小经纬度建议设置为0.5°~0.8°;生成大气改正模型的参考站空间分布必须合理且均匀,同时提出可以在合理范围内加入虚拟参考站约束大气改正模型的生成从而保证其收敛性与可靠性。 展开更多
关键词 快收敛 高可靠 PPP-RTK 大气改正模型 虚拟参考站
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星载射频ADC的电路设计及性能分析
13
作者 邢炜 刘文山 +1 位作者 边郎 张立新 《空间电子技术》 2016年第5期21-25,38,共6页
由于影响射频电路性能的因素较多,首先从理论上分析了影响模数转换精度的各种因素,然后对射频转换芯片ADC08D1000进行了介绍,并结合射频理论分析,对应用电路及其走线进行了设计和仿真优化。最终测试结果表明,采用电路设计、PCB设计与射... 由于影响射频电路性能的因素较多,首先从理论上分析了影响模数转换精度的各种因素,然后对射频转换芯片ADC08D1000进行了介绍,并结合射频理论分析,对应用电路及其走线进行了设计和仿真优化。最终测试结果表明,采用电路设计、PCB设计与射频仿真相结合的方法,能极大避免射频信号在传输过程中的幅频特性难以控制的问题,极大优化射频模数电路的各项电性能。 展开更多
关键词 AD 射频采样 ADS
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基于DEA-ADC的实时测控软件资源配置方案评价 被引量:1
14
作者 张必彦 卞光浪 卢远超 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第6期123-127,131,共6页
针对传统资源配置方案评价方法主观性强、难以对实时测控软件提供精细化保障需要的弊端,提出一种基于DEA-ADC的实时测控软件资源配置方案评价方法。通过对实时测控软件资源配置后的测控能力进行测算,评价当前配置方案的结构有效性与规... 针对传统资源配置方案评价方法主观性强、难以对实时测控软件提供精细化保障需要的弊端,提出一种基于DEA-ADC的实时测控软件资源配置方案评价方法。通过对实时测控软件资源配置后的测控能力进行测算,评价当前配置方案的结构有效性与规模效率,并提出优化措施。同时以测控飞行器飞行试验为例,验证了本方法的客观性和有效性,为今后同类型实时测控软件资源配置方案的制定提供决策参考。 展开更多
关键词 DEA-ADC 实时测控 软件资源 配置方案
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CMT高速焊接超薄金属板工艺技术
15
作者 黄露 冯波 +1 位作者 渡辺吾朗 罗时清 《世界有色金属》 2021年第13期12-13,共2页
近年随世界环保意识的加强,不断在以石油为代表的化石燃料使用中得到体现,在产业界对二氧化碳的排出量也要求削减。其中尤以汽车的趋势越来越严峻,各国也在优化完善相关燃费的规章制度。所谓提高燃费政策是有动力部件的效率化,脱汽油化... 近年随世界环保意识的加强,不断在以石油为代表的化石燃料使用中得到体现,在产业界对二氧化碳的排出量也要求削减。其中尤以汽车的趋势越来越严峻,各国也在优化完善相关燃费的规章制度。所谓提高燃费政策是有动力部件的效率化,脱汽油化的动力系统改善和车辆轻量化两个方面。后者是从钢到铝合金和炭素纤维强化树脂(CFRP)的高级轻量材料的替换,主要推动高级车上。另外,根据IT产业和纳米技术的发达,焊接可扩大到除钢铁以外的铝合金等各种材料的极薄板,以前技术不能对应的需求都可以对应。澳大利亚的Fronius公司长年研究开发的新的焊接法CMT工艺可以对应这些需求。CMT是Cold Metal Transfer首字母的略称,也是MIG/MAG焊的一种,通过全新的设备熔滴切断进行熔滴移行,可焊接极薄板,铁和铝等特殊的异种金属接合材料。 展开更多
关键词 CMT 高速焊接 超薄金属板 工艺技术
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