北斗导航学术报告（加油北斗）

北斗导航学术报告（加油北斗）摘要： 针对北斗B1频段MEO/IGSO卫星上NH码调制导致捕获难度增大的问题，对GPS所用的差分捕获算法进行改进，得出了一种适合北斗B1 MEO/IGSO卫星的捕获算法。通过本地生成经NH调制的C/A码作为新的伪随机码，加长相干积分时间，以差分累加的方式对相干积分结果进行运算，并按照累加结果最大准则判断差分项的符号，找出最佳搭配组合。仿真结果表明，改进算法能提高2 dB～3 dB的增益。1、北斗B1 MEO/IGSO卫星信号的差分捕获算法如今，北斗正在涉及国防安全、国计民生的众多领域发挥着战略作用，成为国民经济的重要基础设施，深刻践行了“军民融合”国家战略。按照计划，北斗卫星导航系统将于2018年底服务“一带一路”沿线国家。北斗已走出国门，正加速融入世界！小编整理了《电子技术应用》近年刊登的关于北斗的最新研究成果及其应用实例，如北斗在个人位置服务、气象、交通管理、海运和水运、农业等领域的

2018年10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级)，以“一箭双星”方式成功发射第39、40颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第15、16颗组网卫星。

据悉，北斗作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，将在2020年建成采用无源与有源导航方式相结合的全球卫星导航系统。其服务范围为全球；定位精度为2.5至5米；测速精度为0.2米/秒；授时精度为20纳秒；每次短信字数也增加了。它将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务，并且将为付费用户提供更高精度等级的服务。随着北斗地基增强系统提供初始服务，它还可提供米级、亚米级、分米级，甚至厘米级的服务，届时，北斗的定位精度将与美国GPS相媲美。

（图片来源：网络）

从1994年北斗工程正式立项，就提出了三步走的战略目标：第一步，2003年建成北斗一号卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家；第二步，建设北斗二号卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力；第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

如今，北斗正在涉及国防安全、国计民生的众多领域发挥着战略作用，成为国民经济的重要基础设施，深刻践行了“军民融合”国家战略。

按照计划，北斗卫星导航系统将于2018年底服务“一带一路”沿线国家。北斗已走出国门，正加速融入世界！

小编整理了《电子技术应用》近年刊登的关于北斗的最新研究成果及其应用实例，如北斗在个人位置服务、气象、交通管理、海运和水运、农业等领域的应用，以餮读者，为正在走向世界的北斗加油！为努力做大做强的北斗产业呐喊！

1、北斗B1 MEO/IGSO卫星信号的差分捕获算法

摘要： 针对北斗B1频段MEO/IGSO卫星上NH码调制导致捕获难度增大的问题，对GPS所用的差分捕获算法进行改进，得出了一种适合北斗B1 MEO/IGSO卫星的捕获算法。通过本地生成经NH调制的C/A码作为新的伪随机码，加长相干积分时间，以差分累加的方式对相干积分结果进行运算，并按照累加结果最大准则判断差分项的符号，找出最佳搭配组合。仿真结果表明，改进算法能提高2 dB～3 dB的增益。

全文链接：

中文引用格式： 邢永强，黄海生，曹新亮. 北斗B1 MEO/IGSO卫星信号的差分捕获算法[J].电子技术应用，2018，44(6)：90-93.

英文引用格式：Xing Yongqiang，Huang Haisheng，Cao Xinliang. A difference acquisition algorithm for Beidou B1 MEO/IGSO satellite[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(6)：90-93.

2、适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法

摘要：针对北斗反射信号捕获难度大问题，提出一种适用于北斗GNSS-R接收机中反射信号的捕获算法。该算法利用直射信号中的导航数据剥离掉反射信号中的导航数据，并通过周期累加运算和FFT相关，改进了传统的反射信号捕获算法。算法可以降低长时间相干积分的运算量，提高算法捕获速率。对新算法进行了MATLAB仿真，并与传统的捕获算法(相干非相干算法、差分相干算法)做了比较，仿真结果表明，该算法在捕获性能上明显优于传统的相干非相干与差分相干捕获算法。

全文链接：

中文引用格式： 杨锐，黄海生，李鑫，等. 适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法[J].电子技术应用，2018，44(8)：118-121，125.

英文引用格式： Yang Rui，Huang Haisheng，Li Xin，et al. A reflected signal acquisition algorithm for Beidou GNSS-R receiver[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(8)：118-121，125.

3、基于GPS和北斗的高可靠性信标机系统设计

摘要： 针对飞行器记录器的回收问题，设计了一种小型化的新型信标机。该信标机由GPS模块、主控单元、北斗模块和电源模块组成。工作时通过GPS进行快速定位，定位信息经主控单元精简后通过北斗发送至接收设备，能够迅速锁定目标物具体位置，极大提高回收效率。同时该信标机还具有定位精确、可靠性高、小巧便携和低功耗的特点。

全文链接：

中文引用格式： 于皓博，单彦虎，任勇峰，等. 基于GPS和北斗的高可靠性信标机系统设计[J].电子技术应用，2018，44(7)：94-97.

英文引用格式： Yu Haobo，Shan Yanhu，Ren Yongfeng，et al. Design of high reliability beacon system based on GPS and Beidou[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(7)：94-97.

4、基于SoC FPGA的北斗接收机载波跟踪环路设计

摘要： 为了实现北斗卫星导航接收机高实时性、小型化及低功耗，提出了一种基于SoC FPGA的载波跟踪环路的设计方案。通过对FLL（锁频环）和PLL（锁相环）的分析，并利用SOPC技术，实现了基于SoC FPGA的载波跟踪环路，可完全在FPGA内部完成载波的剥离。测试结果表明，该方案能实现载波信号的快速精确跟踪，具有良好的实时性和应用价值。

全文链接：

中文引用格式： 韦照川，潘军道，吴国增. 基于SoC FPGA的北斗接收机载波跟踪环路设计[J].电子技术应用，2018，44(6)：124-128.

英文引用格式：Wei Zhaochuan，Pan Jundao，Wu Guozeng. Design of carrier tracking loop for Beidou receiver based on SoC FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2018，44(6)：124-128.

5、面向NPA的北斗系统PNT性能评估体系研究

摘要： 依据当前“5GEO 6IGSO 3MEO”星座配置下的北斗卫星导航系统（BDS），结合民航非精密进近（NPA）的应用需求，提出适合BDS定位、导航和授时（PNT）服务层的性能评估指标体系及关系模型，给出BDS关键PNT性能指标的评估方法。通过首都国际机场BDS实测数据的整理分析，对精度、完好性、连续性以及可用性等PNT性能指标进行了定量评估。

全文链接：

中文引用格式： 尚晓辉，崔晓伟，郭婧，等. 面向NPA的北斗系统PNT性能评估体系研究[J].电子技术应用，2017，43(11)：74-77，81.

英文引用格式： Shang Xiaohui，Cui Xiaowei，Guo Jing，et al. Research on the PNT performance evaluation indicators framework of BDS for NPA of civil aviation[J].Application of Electronic Technique，2017，43(11)：74-77，81.

6、基于北斗通信的工业过程数据压缩方法

摘要：短报文通信是我国北斗卫星导航系统特有的一个功能，可用于公网通信覆盖盲区位置的数据传输。而通信频度和报文长度的限制，降低了北斗短报文通信的效率，为此，提出了一种用于北斗通信数据的压缩方法。该压缩方法分两步，第一步为有损压缩，以工业数据库压缩技术中的旋转门算法为基础，同时为了实现有损压缩的精度可调，用改进的BP神经网络PID控制器对旋转门算法的参数进行在线调整；第二步为无损压缩，提出了前置特殊字节配合差值传递的无损压缩策略。实验表明经过此方法两步压缩后，对工业过程数据完成了较高的压缩，同时，压缩精度也可在压缩过程中准确调整。

全文链接：

中文引用格式：陈勇，黄茹楠，刘青，等. 基于北斗通信的工业过程数据压缩方法[J].电子技术应用，2017，43(10)：106-110 115.

英文引用格式：Chen Yong，Huang Ru′nan，Liu Qing，et al. Industrial data compression method based on Beidou′s short-message communication[J].Application of Electronic Technique，2017，43(10)：106-110 115.

7、水下北斗导航星历及历书无线加注系统设计

摘要： 为提高北斗卫星导航定位模块的首次快速定位能力，设计了水下北斗导航历书与星历无线加注测试系统。对比分析了不同技术途径的优缺点，给出了系统硬件结构设计方案，对系统发射模块中各电路单元的频率和电平进行了分析和规划，系统核心模块功能采用基于FPGA ARM的架构实现。通过事先人工加注历书和星历，能有效缩短北斗卫星导航定位模块的首次定位时间。

全文链接：

中文引用格式：傅军，钟斌，陈永冰. 水下北斗导航星历及历书无线加注系统设计[J].电子技术应用，2017，43(11)：54-57.

英文引用格式：Fu Jun，Zhong Bin，Chen Yongbing. Design of underwater Beidou navigation ephemeris and almanac wireless injection and detection system[J].Application of Electronic Technique，2017，43(11)：54-57.

8、北斗格网电离层模型格网点计算方法研究

摘要： 基于北斗导航系统星基增强系统的格网电离层模型修正算法，讨论了由穿透点处的垂直延迟计算格网点处垂直电离层延迟的计算方案，并检验了格网电离层垂直延迟修正误差GIVE。结果表明，格网电离层修正算法是一种精度较高的电离层延迟修正法，选取格网点附近参考站的可用数据计算出的格网点垂直延迟值更接近真实延迟值，进而有利于获得高精度的电离层改正效果，证明了电离层格网点的延迟值是建立格网模型的关键；修正误差在正常范围内，验证了算法在中国地区的可行性 也说明了GIVE算法能够以99.9%的置信度限定格网点电离层延迟改正误差。

全文链接：

中文引用格式： 于耕，曲歌. 北斗格网电离层模型格网点计算方法研究[J].电子技术应用，2017，43(6)：15-18.

英文引用格式： Yu Geng，Qu Ge. The research of IGP algorithms for grid ionospheric model correction in BDS[J].Application of Electronic Technique，2017，43(6)：15-18.

9、高精度北斗定位技术在交管执法取证中的应用研究

摘要：车道级违法行为指移动目标相对于地面车道或其他移动目标而言，相对位置移动在一个车道级别内的、违反交通法规的行为。由于数据精度等问题，该类行为一直是交管执法取证中的难点。高精度北斗/GPS定位的实现依靠广域实时精密定位技术，通过全球/全国建立的北斗地基增强网系统，将卫星定位精度从平均4～20 m左右提升到大众应用亚米级的水平。从高精度定位技术入手，设计了具有车道级定位能力的执法取证终端，并在无锡等地开展了技术验证。实验表明，这些技术可为车辆行为分析、车辆主动安全等车联网系统提供支撑。

全文链接：

中文引用格式： 彭璇，王梦媛，曾洁茹，等. 高精度北斗定位技术在交管执法取证中的应用研究[J].电子技术应用，2017，43(4)：21-23，28.

英文引用格式：Peng Xuan，Wang Mengyuan，Zeng Jieru，et al. Application of high precision BDS positioning technology for traffic management law enforcement and evidence collection[J].Application of Electronic Technique，2017，43(4)：21-23，28.

10、基于北斗和ZigBee的农田数据采集与传输

摘要： 以ZigBee无线网为采集子系统，以北斗短报文通信为远程数据传输子系统设计了一个基于ZigBee和北斗卫星的实时农田采集与传输系统。系统远程传输数据时使用Burrows-Wheeler Transform（BWT）算法进行转换，改进型Run-Length Encoding(RLE)算法和静态huffman编码进行数据压缩，提高通信效率。系统上位机显示采用嵌入式Linux界面，简洁便携。

全文链接：

中文引用格式：卢兴森 陈苏婷 施佳驰.基于北斗和ZigBee的农田数据采集与传输[J].电子技术应用 2015 41(06):35-37 41.