• 2023年第14卷第3期文章目次
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    • 干扰环境下稳健的MIMO雷达收发联合方向图设计方法

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减弱快速移动干扰信号以及期望信号导向矢量误差对雷达系统性能造成的影响,本文提出了一种复杂电磁干扰环境下基于MIMO雷达的稳健收发联合方向图设计方法。在发射端,利用导数约束的方法对接收回波中干扰信号所对应的特征矢量进行相应的约束,并通过建立最小化峰值旁瓣的优化模型来对发射方向图进行设计。在接收端,利用对角加载技术来减弱期望信号导向矢量误差对波束形成器性能的影响,并通过建立最小化输出信干噪比与最优输出信干噪比的差值的优化模型来确定出最优加载量。通过对MIMO雷达系统的接收方向图和发射方向图进行联合设计,不仅能够有效地对干扰信号进行抑制,而且可以避免期望信号相消现象,提高了MIMO雷达的整体性能。实验仿真结果证实了本文所提方法的有效性。

    • >专题研讨
    • 一种求解目标运动轨迹的距离对齐方法

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 846.96 K (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:当运动目标转动角度较小时,逆合成孔径雷达(ISAR)成像的平动补偿可以分为距离对齐和多普勒相位补偿两个部分,本文提出一种通过粒子群算法求解多项式系数来拟合目标的运动轨迹,从而实现目标回波的距离对齐的方法。

    • 一种多功能定时控制模块的设计与实现

      2023, 14(3).

      摘要 (1) HTML (0) PDF 0.00 Byte (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据某型搜索雷达定时、通讯和多功能控制的任务需求,以FPGA为主要控制器件构建了基于CPCI总线架构的多功能定时控制模块。硬件设计包含电源模块、时钟管理、FPGA、PCIe控制、RS422串口等功能模块,软件方面使用Verilog语言编程实现了雷达时序控制、PCIe接口控制和同步串口数据传输、雷达参数初始化、显控指令分发、分系统状态回告、遮蔽角响应、GPS校时等多种功能。模块随雷达样机在烟台某试验场进行了试验验证,经过整机联调和整机试验,定时控制模块的功能和可靠性得到了充分验证。实际工程应用表明,通用定时接口各模块的功能和性能均能满足系统的设计要求。

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    • GPS III卫星观测数据质量分析

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来美国已成功发射多颗新一代GPS III卫星,而卫星观测数据的质量直接影响到系统定位服务的稳定性、可用性及精度等方面的性能,因此对GPS III卫星观测数据的质量进行评估分析是一项具有重要意义的工作。本文基于6个MGEX(Multi-GNSS Experiment)站观测数据,从信噪比、数据完整率、多路径效应、观测值噪声等方面,对比分析了GPS III、GPS II卫星的观测数据质量。结果表明: GPS III卫星与GPS II卫星的信噪比、伪距多路径、伪距观测值噪声基本处于同一水平,各频段数据完整率十分稳定,且载波相位观测值具有良好的一致性。

    • 区域大气增强伪距单点定位算法及性能验证

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的伪距单点定位模型,受限于模型噪声、轨道钟差精度和大气误差修正精度等因素,难以获得高精度的定位结果,已经无法满足现代化应用场景的需求。本文提出了一种区域大气增强的伪距单点定位方法,能够显著改善伪距单点定位的定位性能。算法采用精密轨道钟差产品削弱卫星轨道钟差误差,使用区域大气参数削弱对流层电离层误差,采用双频非组合模型降低观测模型噪声。实测数据的验证结果表明,区域大气增强伪距单点定位方法的定位精度RMS在水平方向优于0.2米,高程方向优于0.25米,定位精度的提升非常显著,同时亚米级的伪距单点定位精度在实际工程应用中也具备重要的参考价值。

    • 基于SOC的软件在轨重构功能实现

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间飞行器在复杂多变、环境恶劣的太空环境中需要保持连续稳定地工作数年。为了适应复杂的太空环境,完成空间中的探测、定位、通信等任务,星载电子设备以SOC作为主控芯片通过软件版本切换、地面上注更新以及软件程序纠错等软件动态部署技术,实现系统的软件重构功能。该功能很好地解决了星上载荷工作参数动态更新的需求,以及不同的飞行任务或任务的不同阶段需要采用不同工作模式的问题,提升了系统灵活性及可靠性。

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    • 地球椭球向径与法截线曲率半径差异分析

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:为直观反映高精度导航定位计算中地球椭球体上各半径间的差异,借助计算机代数系统,对地球椭球向径与法截线曲率半径的变化规律及差异值进行了分析,结果表明:法截线曲率半径间随大地纬度的增大,差异值不断减小,在极点处相等;在短距离平面计算中,可以近似认为方位角处曲率半径为平均曲率半径;地球椭球向径和与常用曲率半径差异极值均在赤道或极点处。推导分析的各类地球椭球半径间差异值曲线,直观地显示了地球椭球向径与法截线曲率半径间的差异值,对导航定位计算中地球模型半径的选取带来的误差影响提供了理论与数值基础。

    • 暗室条件下抗干扰测试结果影响分析

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:暗室为卫星导航接收机抗干扰测试提供了全面有效的测试环境,极大地提高了抗干扰性能定量测试与评估能力。但暗室的静区性能、结构尺寸、天线布局等因素会对抗干扰性能测试结果产生影响。基于多径信号天线接收模型、阵列波程差等效模型、信号来向天线映射模型,通过仿真量化分析了干扰多径信号、有限距离下近场效应、来波方向误差对抗干扰测试结果的影响。结果表明,暗室静区性能的提升可降低干扰多径信号对零陷位置的拉偏;不同暗室尺寸对应不同的零陷深度测试,需根据测试需求折中选择;布设暗室天线应依据预设的被测阵列天线和测试场景。结果可为暗室设计、抗干扰测试方案选定和测试结果分析提供参考,提升抗干扰测试的可信度。

    • 一种TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案

      2023, 14(3).

      摘要 (1) HTML (0) PDF 0.00 Byte (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿真技术在数据链系统全生命周期研究中发挥重要作用。本文针对TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统对时间同步的需求,基于硬件时钟同步与软件时钟同步相结合的思想,设计了一种TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案,为虚实联合仿真系统所有成员提供一致的时间基础。并在实验室搭建了原型系统对本文提出的时间同步方案进行验证,实验结果证明本方案有效可行,并具备高精度、低代价等优势。

    • >专题研讨
    • Link16应用于空中打击“时间敏感目标”

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 37.11 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文分析美军空中作战通用信息需求,以空中打击“时间敏感目标(TST)”为例,梳理作战流程和基本信息需求,结合Link-16系统消息家族,研究空中打击“时间敏感目标”作战各阶段的信息应用流程,给出了从作战应用-信息需求-消息流程的总体设计流程,为我军信息系统作战信息应用研究提供借鉴。

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    • BOC(10, 5)卫星导航信号捕获算法研究及软件仿真

      2023, 14(3).

      摘要 (0) HTML (0) PDF 0.00 Byte (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:BOC 调制是一种新的导航信号调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,具有十分重要的应用价值和发展前景。本文详细分析了BOC(10, 5)调制信号的特性,并对功率谱密度函数、自相关特性等进行了分析和仿真。提出了一种基于FFT的分段迭代快速捕获算法,旨在提高信号快速捕获的准确性。通过仿真验证表明:软件接收机成功实现了对BOC(10, 5)调制信号的捕获,可以为导航信号处理算法研究以及导航接收机开发提供良好的技术支撑。

    • >导航技术
    • BOC(10,5)卫星导航信号捕获算法研究及软件仿真

      2023, 14(3):157-161.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 355.54 K (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:二进制偏移载波(BOC)调制是一种新的导航信号调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,具有十分重要的应用价值和发展前景。详细分析了BOC(10,5)调制信号的特性,并对功率谱密度函数、自相关特性等进行了分析和仿真。提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的分段迭代快速捕获算法,旨在提高信号快速捕获的准确性。通过仿真验证表明,软件接收机成功实现了对BOC(10,5)调制信号的捕获,可以为导航信号处理算法研究以及导航接收机开发提供良好的技术支撑。

    • GPSⅢ卫星观测数据质量分析

      2023, 14(3):162-171.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 1.57 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来美国已成功发射多颗新一代GPS Ⅲ卫星,而卫星观测数据的质量直接影响到系统定位服务的稳定性、可用性及精度等方面的性能,因此对GPS Ⅲ卫星观测数据的质量进行评估分析是一项具有重要意义的工作。基于6 个多卫星系统实验(MGEX)站观测数据,从信噪比、数据完整率、多路径效应、观测值噪声等方面,对比分析了GPS Ⅲ和GPS Ⅱ卫星的观测数据质量。结果表明:GPS Ⅲ卫星与GPS Ⅱ卫星的信噪比、伪距多路径和伪距观测值噪声基本处于同一水平,各频段数据完整率十分稳定,且载波相位观测值具有良好的一致性。

    • 暗室条件下抗干扰测试结果影响分析

      2023, 14(3):172-178.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 667.28 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:暗室为卫星导航接收机抗干扰测试提供了全面有效的测试环境,极大地提高了抗干扰性能定量测试与评估能力。但暗室的静区性能、结构尺寸、天线布局等因素会对抗干扰性能测试结果产生影响。基于多径信号天线接收模型、阵列波程差等效模型和信号来向天线映射模型,通过仿真量化分析了干扰多径信号、有限距离下近场效应和来波方向误差对抗干扰测试结果的影响。结果表明,暗室静区性能的提升可降低干扰多径信号对零陷位置的拉偏;不同暗室尺寸对应不同的零陷深度测试,需根据测试需求折中选择;布设暗室天线应依据预设的被测阵列天线和测试场景。结果可为暗室设计、抗干扰测试方案选定和测试结果分析提供参考,提升抗干扰测试的可信度。

    • 区域大气增强伪距单点定位算法及性能验证

      2023, 14(3):179-182.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 1.19 M (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的伪距单点定位模型,受限于模型噪声、轨道钟差精度和大气误差修正精度等因素,难以获得高精度的定位结果,已经无法满足现代化应用场景的需求。提出了一种区域大气增强的伪距单点定位方法,能够显著改善伪距单点定位的定位性能。算法采用精密轨道钟差产品削弱卫星轨道钟差误差,使用区域大气参数削弱对流层电离层误差,采用双频非组合模型降低观测模型噪声。实测数据的验证结果表明,区域大气增强伪距单点定位方法的定位精度均方根(RMS)在水平方向优于0.2 m,高程方向优于0.25 m,定位精度的提升非常显著,同时亚米级的伪距单点定位精度在实际工程应用中也具备重要的参考价值。

    • 机载无线电导航技术发展趋势简述

      2023, 14(3):183-189.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 482.22 K (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新航行系统(CNS/ATM 系统)规划发展需求牵引,阐述了机载无线电导航技术区域导航、所需导航性能、基于性能的导航等技术发展趋势,并以基于卫星导航的精密进近为例阐释机载无线电导航领域当前关键技术专题,以此为相关机载导航系统的研制提供借鉴。

    • 地球椭球向径与法截线曲率半径差异分析

      2023, 14(3):190-195.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 797.17 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:高精度导航定位计算中地球椭球体上各半径间存在差异。借助计算机代数系统,对地球椭球向径与法截线曲率半径的变化规律及差异值进行了分析,结果表明:法截线曲率半径间随大地纬度B 的增大,差异值不断减小,在极点处相等;在短距离平面计算中,可以近似认为方位角 A = 45°处曲率半径为平均曲率半径 Ra ;地球椭球向径? 和与常用曲率半径差异极值均在赤道或极点处。

    • >专题研讨
    • Link-16应用于空中打击“时间敏感目标”

      2023, 14(3):196-199.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 377.78 K (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析美军空中作战通用信息需求,以空中打击地面“时间敏感目标(TST)”为例,梳理作战流程和基本信息需求,结合Link-16 系统消息家族,研究空中打击地面TST 作战各阶段的信息应用流程,给出了从作战应用—信息需求—消息流程的总体设计流程,为信息系统作战信息应用研究提供借鉴。

    • 一种TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案

      2023, 14(3):200-204.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 318.16 K (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿真技术在数据链系统全生命周期研究中发挥重要作用。针对时分多址(TDMA)体制数据链系统虚实联合仿真系统对时间同步的需求,基于硬件时钟同步与软件时钟同步相结合的思想,设计了一种TDMA 体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案,为虚实联合仿真系统所有成员提供一致的时间基础。并在实验室搭建了原型系统对提出的时间同步方案进行验证,实验结果证明本方案有效可行,并具备高精度、低代价等优势。

    • 基于SOC的软件在轨重构功能实现

      2023, 14(3):205-210.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 403.42 K (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间飞行器在复杂多变、环境恶劣的太空环境中需要保持连续稳定地工作数年。为了适应复杂的太空环境,完成空间中的探测、定位、通信等任务,星载电子设备以片上系统(SOC)作为主控芯片通过软件版本切换、地面上注更新以及软件程序纠错等软件动态部署技术,实现系统的软件重构功能。该功能很好地解决了星上载荷工作参数动态更新的需求,以及不同的飞行任务或任务的不同阶段需要采用不同工作模式的问题,提升了系统灵活性及可靠性。

    • 基于FPGA的16倍采样MSK调制设计与实现

      2023, 14(3):211-214.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 477.47 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着对通信与信号处理算法的研究,合适有效的调制算法能够保证发射信号的质量,进一步提高通信系统的工作性能和指标。介绍了MSK 调制原理,设计了一种16 倍采样最小频移键控(MSK)调制的方法,并在Xilinx 的现场可编程门阵列(FPGA)上实现了该设计,利用VivadoSimulation 仿真了调制过程,通过大量测试以及与Matlab 计算结果作对比,验证了该设计和实现的正确性,为通信信号的有效传输提供了保证。

    • 干扰环境下稳健的MIMO雷达收发联合方向图设计方法

      2023, 14(3):215-224.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 562.25 K (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减弱快速移动干扰信号以及期望信号导向矢量误差对雷达系统性能的影响,提出了一种复杂电磁干扰环境下基于多输入多输出(MIMO)雷达的稳健收发联合方向图设计方法。该方法通过对MIMO 雷达的接收方向图和发射方向图进行联合设计,不仅能够有效地对干扰信号进行抑制,而且可以避免期望信号相消现象。实验仿真结果证实了所提方法的有效性。

    • 一种多功能定时控制模块的设计与实现

      2023, 14(3):225-228.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 321.18 K (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据搜索雷达定时、通讯和多功能控制的任务需求,以FPGA 为主要控制器件,构建了基于CPCI 总线架构的多功能定时控制模块。硬件设计包含电源模块、时钟管理、FPGA、PCIe控制和RS-422 串口等功能模块,软件方面使用Verilog 语言编程实现了雷达时序控制、PCIe 接口控制和同步串口数据传输、雷达参数初始化、显控指令分发、分系统状态回告、遮蔽角响应、GPS校时等多种功能。模块随雷达样机在烟台某试验场进行了试验验证,经过整机联调和整机试验,定时控制模块的功能和可靠性得到了充分验证。实际工程应用表明,通用定时接口各模块的功能和性能均能满足系统的设计要求。

    • 一种求解目标运动轨迹的距离对齐方法

      2023, 14(3):229-234.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 672.42 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:当运动目标转动角度较小时,逆合成孔径雷达(ISAR)成像的平动补偿可以分为距离对齐和多普勒相位补偿两个部分,提出了一种通过粒子群算法(PSO)求解多项式系数来拟合目标的运动轨迹,从而实现目标回波的距离对齐的方法。

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