北斗三号b1c频点带宽_北斗三号导航信号的创新设计(一)

《测绘学报》

构建与学术的桥梁 拉近与权威的距离

需求与挑战

1.1 卫星导航信号的作用与意义

卫星导航信号是由导航卫星向地球表面播发的无线电测量信号,承担着传递时空基准信息和实施被动测距两大任务,是卫星导航系统实现三边定位的核心载体。卫星导航信号是整个卫星导航系统的神经中枢,同时连接着控制段、空间段和用户段三大组成部分,不但是整个卫星导航系统唯一的用户接口,而且是卫星导航系统唯一的反馈链路。因此,卫星导航信号既是卫星导航系统形成能力的重要环节,又是发挥其效能的关键因素,在很大程度上决定了卫星导航系统的先天性能和PNT服务能力,发挥着不可或缺的关键作用。

在卫星导航技术研究中,卫星导航信号集中反映了卫星导航系统技术体制的本质,是卫星导航技术创新的源头。在卫星导航系统建设中,卫星导航信号是空间段和用户段研制的重要输入条件,是系统建设的基础。在卫星导航产业发展中,卫星导航信号贯穿了产品的研究、设计、制造、集成、测试等整个产业链,对卫星导航产业的发展影响深远。在国际合作与交流中,卫星导航信号是国际频率协调、兼容与互操作谈判的核心内容。

因此,卫星导航信号已经成为卫星导航系统升级换代的标志、自主可控的象征。

1.2 北斗三号导航信号设计的主要需求

根据三步走的发展战略,北斗三号的发展目标是:建立独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球导航卫星系统,推动我国卫星导航产业及应用的发展,促进卫星导航的国际合作与交流。为了实现这个发展目标,北斗三号导航信号设计必须满足如下基本要求:

➢ 自主知识产权:确保系统自主可控,促进GNSS应用和产业发展;

➢ 兼容与互操作:融入国际GNSS大家庭,与其他GNSS共同为全球用户提供高性能的PNT服务;

➢ 高性能、多样化的服务:采用最先进的技术,提升PNT的服务性能,满足不同用户的各种需求;

➢ 平稳过渡:实现从北斗二号到北斗三号的平稳过渡,保护广大厂商和用户的利益。

1.3 北斗三号信号设计面临的主要挑战

ca18ad8643bb9bfb4bc1c13ce4bdb37e.png

北斗三号的起步晚于GPS现代化和Galileo的建设,卫星导航信号设计面临着巨大的挑战,集中体现在以下几个尖锐的矛盾:

➢ 性能提升vs.频谱资源:更好的性能、多样化的服务需要足够的频率资源,但导航频段资源匮乏、信号拥挤,北斗三号可用的频率资源极为有限。

➢ 中国特色vs.兼容与互操作:中国的北斗需要有自己的特色,但为了走向世界、服务全球,北斗三号导航信号必须满足与GPS等其它GNSS的兼容与互操作要求;

➢ 自主创新vs.专利约束:导航信号的创新设计是北斗三号自主可控、升级换代的标志性成果,但以Galileo为代表的其它GNSS已经完成了全球性的信号专利布局;

➢ 技术先进vs.研究基础:世界一流的导航系统必须有世界一流的导航信号,但我国相关的基础理论薄弱,技术储备严重不足;

➢ 跨越式发展vs.平稳过渡:赶超先进需要技术突破,但北斗三号的信号设计还要考虑从北二号到北斗三号的平稳过渡。

创新的信号设计理论与技术

2.1 多载波恒包络复合信号理论

新一代卫星导航信号设计面临的基本问题是:在带宽和功率同时受限的条件下提升信号的测距精度并实现服务的多样性。因此,如何解决在兼容与互操作的约束下带宽与精度、发射功率与信号数量之间的矛盾就成为了北斗三号卫星导航信号设计的关键。经过多年的深入研究,我们对卫星导航信号的本质和发展规律有了一个全新的认识,提出了一种创新的卫星导航信号理论:多载波恒包络复合导航信号。多载波恒包络复合导航信号具有以下的特点:

• 频域稀疏+时域恒包络+结构灵活;

• 能有效利用碎片化的频谱资源;

• 能形成更大的Gabor带宽;

• 可提供多种接收方式和不同服务性能。

多载波恒包络复合导航不但发展和完善了现代卫星导航信号的理论,并且为北斗三号的信号设计提供了坚实的理论基础。在这个理论框架下,结合北斗三号的具体需求和约束,我们提出了两种创新的导航信号结构。

2.2 正交复用二进制偏移载波(QMBOC)信号

➢ QMBOC的信号结构

以B1频点信号为背景,将BOC(1,1)与BOC (6,1)两个信号分量分别调制在载波的两个正交相位上,形成了一种新的多分量恒包络信号结构;两个分量功率比可调,可以使用相同或者不同的PRN码。

➢ QMBOC的主要特点

可满足B1(L1/E1)频点的频谱兼容性要求;具有自主知识产权,可规避TMBOC和CBOC的专利风险;具有更高的测距精度、更好的抗多径性能以及多种接收方式。

➢ QMBOC的工程应用优势

对于卫星荷载,可以支持信号的在轨参数配置,提供不同的服务性能。对于用户设备,可以支持多种接收模式,兼顾低成本消费类、高性能导航与授时型和高精度测量类型等需要,满足不同用户的需求。

e231d4261a278f0cb7f1d95a80eec87a.png

2.3 非对称恒包络二进制偏移载波(ACE-BOC)信号

➢ ACE-BOC的信号结构

以B2频点信号为背景,将2个频点上、不多于4个的信号分量以任意功率比进行恒包络复用,形成上下边带结构的多载波复合信号;能实现多种具体形式,包括:QPSK/QPSK,QPSK/BPSK,QPSK等等。

➢ ACE-BOC的技术特点

可满足B2频点与L5/E5频点的频谱兼容性要求;具有自主知识产权,可规避AltBOC的专利风险;具有很强的抗干扰、抗多径能力;分量的数量和功率均可调,信号结构十分灵活;接收方式多种多样。

➢ ACE-BOC的工程应用优势

对于卫星载荷,支持不同类型的卫星采用不同的播发策略,并支持在轨信号重构,可以根据实际需要优化信号结构;对于用户设备,支持多种接收方式,满足多样化的用户需求。

2.4 QMBOC和ACE-BOC的学术影响力和知识产权

QMBOC和ACE-BOC受到了国际学术界和工业界的广泛关注,并得到权威专家的高度评价,被誉为“未来可能改变整个星基导航信号体制的技术”。此外,QMBOC和ACE-BOC还被写入近年来出版的多部卫星导航权威著作。在2014年前,QMBOC和ACE-BOC的三个发明专利(PCT/CN2014/093023、PCT/CN2013/087732和CT/CN2013/000675)已经完成了在全球17个国家和地区(含欧盟)的知识产权布局。

➢ PCT/CN2014/093023,扩频信号的生成方法、生成装置、接收方法和接收装置(QMBOC);

➢ PCT/CN2013/087732,双频四分量扩频信号的恒包络生成方法和装置、接收方法和装置(ACE-BOC查表法);

➢ PCT/CN2013/000675,卫星导航信号及其生成方法、生成装置、接收方法和接收装置(ACE-BOC解析法)。

2014年开始,陆续获得了中国、美国、俄罗斯及日本等12个国家和地区的专利授权。

权威 | 专业 | 学术 | 前沿微信投稿邮箱 | song_qi_fan@163.com


欢迎加入《测绘学报》作者QQ群: 297834524
进群请备注:姓名+单位+稿件编号

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/434736.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

g++ linux 编译开栈_linux gcc和g++版本的修改

##编译的时候容易遇到:unsupported GNU version! gcc versions later than 6 are not supported这样的错误。所以我们要更改系统的gcc和g编译器版本。首先我们要知道一个基础的常识,一般而言,linux系统会把gcc和g默认安装在/usr/bin/的目录下…

使用FFmpeg从视频中截图的命令

截取一张352x240尺寸大小的,格式为jpg的图片: ffmpeg -i test.asf -y -f image2 -t 0.001 -s 352x240 a.jpg 把视频的前30帧转换成一个Animated Gif : ffmpeg -i test.asf -vframes 30 -y -f gif a.gif 目前还没有找…

Linux I2C核心、总线与设备驱动(一)

本章导读 I2C总线仅仅使用SCL、SDA两根信号线就实现了设备之间的数据交互,极大地简化对硬件资源和PCB板布线空间的占用。因此,I2C总线被非常广泛地应用在EEPROM、实时钟、小型LCD等设备与CPU的接口中。 Linux定义了系统的I2C驱动体系结构,在L…

微软企业库4.1学习笔记(十)企业库的设计

在设计整个企业库的过程中,使用了一系列的最佳实践。下面列出一些里面的最佳实践: 在核心库中使用了Common模块  使用了统一的命名约定和统一的版本  在设计的过程中使用单元测试  在所有模块中包含基础结构在企业库的模块中包含了下面的模式&…

ebay注册流程_跨境电商平台eBay企业入驻流程

整个流程一共包括8个部分了解企业入驻通道企业入驻通道将帮助现有eBay大中华卖家申请并获得高刊登额度的新账户,以满足卖家在品类拓展以及站点拓展的需求。准备材料1.营业执照2.法人代表身份证明,或eBay帐户注册人身份证明(根据地区法规有不同…

Linux I2C核心、总线与设备驱动(二)

从上面的分析可知,虽然I2C硬件体系结构比较简单,但是I2C体系结构在Linux中的实现却相当复杂。当工程师拿到实际的电路板,面对复杂的 Linux I2C子系统,应该如何下手写驱动呢?究竟有哪些是需要亲自做的,哪些是…

解决Android中的ERROR: the user data image is used by another emulator. aborting的方法

解决Android中的ERROR: the user data image is used by another emulator. aborting的方法 今天调试代码的时候,突然出现这个错误,折腾了很久没有解决。最后在google上找到了大家给出的两种解决方案,下面给出这两种方法的链接博客&#xff1…

mtu设置失败_Oracle RAC该调整网卡MTU值

在Oracle RAC的环境中,如果我们发现OSW监控数据显示包重组失败率过高,就需要引起足够的重视,因为这很可能会引发member kill/Node kill等重大故障,甚至在有些场景会连带影响到所有RAC节点不可用。一般我们会选择调整ipfrag相关参数…

i2c_add_driver函数用法

I2C的设备驱动是通过i2c_add_driver(&my_driver)向i2c-core注册的,my_driver中的核心是detach和attach函数,在attach中通过probe探测到总线上的设备并把设备和 驱动建立连接以完成设备的初始化。如何探测总线上的设备、Linux中i2c设备地址如何标识并…

基因组印记

基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性,这种修饰常为DNA甲基化修饰,也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。在生殖细胞形成早期,来自父方和母方…

判断字段长度大于某长度_判断数据库性能只能通过count(*)?No,这些优化方案了解一下!...

大多数用户在体验数据库时,接触到的最早的sql语句就是count(*),因此用户判断数据库性能时通常也会通过count(*)进行比较。但在执行时通常会出现一个问题:对某个表做count(*)时需对全表数据进行扫描,当表中包含数据量较大的字段时&…

linux下i2c接口的电容触摸屏驱动开发

原文地址: http://hi.baidu.com/god_sperm/blog/item/2aaac228e8a1ece8e7cd400a.html 电容触摸屏 2011-01-14 15:36 1.Kconfig文件    增加宏定义 2.Makefile文件 增加编译处理 3.添加程序源码 Touch screen remote control design document 2010…

10 款基于 jQuery 的切换效果插件推荐

本文整理了 10 款非常好用的jQuery切换效果插件,包括平滑切换和重叠动画等,这些插件可以实现不同元素之间的动态切换。 1. InnerFade 这是一个基于jQuery的小插件,可以实现页面内的元素淡入淡出效果。 源码/演示 2. HighlightFade 该插件可以…

r语言ggplot2一夜多图_ggplot2绘图:多张图合并为一张

以下内容来自教程 R语言中多张图画到同一个页面上常用的函数为par()和layout() par()函数详解 layout()函数的简单使用 但是这两个函数不适用于ggplot2;ggplot2作图如果希望把多张图放到同一个页面上基本的解决办法是使用(The basic solution is to use the gridExtra R packa…

电容屏原理

电容屏 电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃屏,如下图所示。玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO导电层,最外层是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保护层。内层ITO作为屏蔽层,以保证良好的工作环境,夹层ITO涂层作为检测定位的工作层&am…

js矢量图类库:Raphaël—JavaScript Library

官方网址:http://raphaeljs.com/ Raphal is a small JavaScript library that should simplify your work with vector graphics on the web. If you want to create your own specific chart or image crop and rotate widget, for example, you can achieve it si…

sklearn 绘制roc曲线_如何用Tensorflow和scikit-learn绘制ROC曲线?

我试图从tensorflow提供的CIFAR-10示例的修改版本绘制ROC曲线。它现在为2类,而不是10如何用Tensorflow和scikit-learn绘制ROC曲线?的网络的输出被称为logits并采取以下形式:[[-2.57313061 2.57966399] [0.04221377 -0.04033273] [-1.42880082…

Linux的I2C 设备驱动 -- mini2440 上i2c接口触摸屏驱动

本篇记录在友善之臂 mini2440 平台上挂载I2C接口触摸屏的驱动开发过程。内核版本linux-2.6.32.2, 平台是ARM9 S3C2440I2C接口的触摸屏如上篇 Linux的I2C驱动体系结构讲述http://www.lupaworld.com/273398/viewspace-204237.html要挂载新的I2C设备,需要实现3部分&…

十六进制字符串转整形

System.Convert.ToInt32( "字符串 ",16); 转载于:https://www.cnblogs.com/dashi/archive/2011/12/22/4034737.html

gridview databind 会导致页面刷新马_Innodb批量页面刷盘情况下的quot;两次写quot;

//Innodb批量页面刷盘情况下的"两次写"//之前的文章中,我们介绍过innodb的两次写特性,这里给出链接:InnoDB的两次写特性今天我们完善一下这部分的内容。我们知道innodb数据页的默认大小是16kb,磁盘和内存通过数据页进行…