姚铮，博士，副教授，博士生导师
中国北京市清华大学电子工程系 100084
电话：+86-
电子邮件：yaozheng (at) tsinghua.edu.cn
教育背景2005.9~2010.1，清华大学电子工程系，信息与通信工程专业博士学位
2001.9~2005.7，清华大学电子工程系，电子信息工程专业学士学位
工作履历2014.12~至今，清华大学电子工程系，副教授，博士生导师
2014.9~2014.12，清华大学电子工程系，助理教授，博士生导师
2010.4~2014.9，清华大学电子工程系，助理研究员，硕士生导师
学术兼职2015~至今，电子工程系本科生核心课《信号与系统》（**），64学时
2013~至今，电子工程系本科生专业限选课《数字信号处理》（**），48学时
Springer GPS Solutions杂志编委
ION ITM 2014分会主席
IEEE Member
ION Professional Member
IEEE T-WC, IEEE T-AES, IET RSN审稿人
ION SDR Meta Data Standard WG Member
研究领域• 下一代卫星导航信号体制设计
• 实时卫星导航软件接收机技术
• 新体制导航信号接收方法研究
• 陆基无线电导航系统设计
• 多用户协作定位
研究概况姚铮博士的研究方向为导航信号处理。研究内容以卫星导航系统的下行信号为核心，紧密围绕信号的产生、传输、接收展开，主要包括下一代导航信号体制设计、导航信号多径抑制、新体制导航信号接收方法、实时软件接收机技术，陆基无线电导航系统设计，以及多用户协作定位技术等。
（一）下一代导航信号体制设计
信号体制是卫星导航系统的三大核心技术之一，信号的潜在性能决定了导航系统的先天性能。研究工作面向2020年后的PNT（定位、导航、授时）需求，为正在建设中的新一代卫星导航系统设计信号，以解决测距性能提升与功率带宽受限之间的矛盾，并为下一代导航卫星设计高灵活性的星上可重构信号生成技术。
十二五期间，在国家重大专项和国家自然科学基金项目的支持下，为北斗全球系统设计了两种新型卫星导航信号结构——正交复用二进制偏移载波调制（QMBOC）以及非对称恒包络二进制偏移载波调制（ACE-BOC）信号。这两种信号均能够在发射/接收带宽和发射功率受限的条件下最大程度满足定位服务的多样性，并同时提高用户的测距性能。其中ACE-BOC信号在同等发射功率条件下，与同频段的Galileo和新一代GPS的信号测相比，测距精度提高了33%，接收灵敏度提升了1.76 dB。
图1 多频联合调制复用原理示意
（二）新体制导航信号接收方法研究
针对下一代导航系统普遍采用的谱分裂（Spectrum Split）调制和数据导频分离的信号结构，研究相应的信号捕获、跟踪、多径抑制等技术。在BOC、MBOC、AltBOC等新型信号的无模糊处理及多径抑制方面获突破性进展。研究工作得到了国家重大专项、863计划、科技部国家重大仪器专项、教育部博士点基金、企业合作等资助。
图2 所提出的BOC信号抗多径方法的多径抑制效果
（三）实时GNSS软件接收机技术
作为STARx (Software-defined Tunable All-GNSS Receiver) Project负责人、国际卫星导航SDR元数据标准化工作组成员，瞄准未来导航接收机处理架构的变革趋势，研究基于软件无线电架构的实时导航接收机。
2013年带领小组研制成功国际上第一个可同时接收5大卫星导航系统（GPS、GLONASS、Galileo、北斗、日本准天顶系统）全部16种民用信号并联合定位的实时软件接收机（图3(a)），于2013年5月5日凌晨，在中国境内首次接收到在轨的4颗Galileo卫星信号并实现三维定位，验证了Galileo信号的实际服务精度，并为北斗全球信号设计提供参考。试验结果获得欧洲空间局（ESA）颁布的证书（图3(b)），并得到中央电视台新闻、北斗卫星导航系统官方主页、清华头条新闻、IEEE Spectrum中文版的报导。
近年来，北斗重大专项的多项关键技术攻关课题的研究在STARx上开展，取得了很好的效果。STARx还被航天科技514研究所选定为北斗重大专项信号源专题的测试验收设备。
(a) STARx架构
(b) 欧洲空间局（ESA）颁发的证书
图3 实时GNSS软件接收机技术
（四）GNSS多用户协作定位技术
针对未来北斗卫星导航系统中群体性较强的位置服务应用等需求，对GNSS多用户点对点协作定位技术开展预先研究，以改善恶劣环境中卫星导航的定位服务质量。重点包括接收机之间有效协作方式的探索、交互数据的内容和格式的确定、协作的安全性问题等在内的一系列关键技术。
图4 GNSS多用户协作定位示意图
（五）承担的部分科研项目
•GNSS 信号的双频调制复用一体化设计研究，国家自然科学基金，项目负责人，在研；
•XX全球系统XX信号设计，国家专项，项目负责人，在研；
•GNSS全系统卫星导航测试分析仪，国家重大科学仪器设备开发专项，技术负责人，子课题负责人，在研；
•接收机技术攻关，国家科技支撑计划项目，子课题负责人，在研；
•新一代GNSS中的多径建模及抑制技术研究，教育部博士点基金，项目负责人，在研；
•GNSS多系统互操作接收机技术（第一阶段），国家专项，项目负责人，已结题；
•多星座多信号接收与互用技术研究，863计划“地球观测与导航技术领域”子课题，项目负责人，已结题；
•某系统监测接收技术途径研究，国家专项，项目负责人，已结题。
•基于参数估计方法的新一代GNSS多径抑制技术研究，国家重点实验室基金，项目负责人，已结题；
•卫星导航信号调制及复用技术研究，中国空间技术研究院CAST基金项目，项目负责人，已结题；
•新一代GNSS互操作信号调制及复用技术研究，中国卫星导航学术年会青优论文资助课题，项目负责人，已结题；
•低信噪比猝发信号捕获技术，空天宽带网络技术协同创新实验室开放基金，项目负责人，已结题。
奖励与荣誉•2014年入选科技部遥感青年科技人才创新计划
•2013年获得军队科技进步二等奖
•2013 年获得中国导航学术年会青年优秀论文一等奖
•2013 年获得中国导航学术年会年会优秀论文一等奖
•2010 年获得清华大学优秀博士学位论文
•2010 年获得清华大学优秀博士毕业生称号
•2010 年获得中国导航学术年会青年优秀论文一等奖
•2008 年获得美国导航协会GNSS学生优秀论文奖
学术成果期刊论文
[1]Yao Z, Cui X, Lu M, Feng Z, and Yang J. Pseudo-correlation-function-based unambiguous tracking technique for sine-BOC signals. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2010, 46(4).
[2]Yao Z, Lu M, and Feng Z. Unambiguous sine-phased binary offset carrier modulated signal acquisition technique. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2010, 9(2).
[3]Yao Z, Lu M, and Feng Z, Spreading code phase measurement technique for snapshot GNSS receiver. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2010, 56(3): 1275-1282.
[4]Yao Z, Cui X, Lu M, and Feng Z. Dual update-rate carrier tracking technique for new generation global navigation satellite system signals in dynamic environments. IET (IEE) Radar Sonar & Navig. 2009, 3(1): 81-92.
[5]Yao Z, Lu M, and Feng Z. Unambiguous technique for multiplexed binary offset carrier modulated signals tracking. IEEE Signal Processing Letters, 2009, 16(7): 608-611.
[6]Yao Z, Lu M, and Feng Z, Quadrature multiplexed BOC modulation for interoperable GNSS signals, Electronics Letters, 2010, 46(17): 1234-1236.
[7]Yao Z, and Lu M, Lower bound on spreading code tracking error under unmatched de-spreading mode, Electronics Letters, 2011, 47(15): 878-879.
[8]Yao Z, and Lu M, Dual-frequency constant envelope multiplex with non-equal power allocation for GNSS, Electronics Letters, 2012, 48(25): 1624-1625.
[9]Gao Y, Yao Z, Cui X, and Lu M, Analysing the orbit influence on multipath fading in global navigation satellite systems, IET Radar Sonar & Navig. 2014, 8(1): 65-70.
[10]Zhang X, Yao Z, and Lu M, Optimizing the Gabor bandwidth of satellite navigation signal by MCS signal expression，SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy (Science in China Series G), 2011, 54 (6): 1077-1082.
[11]Lv P, Yao Z, Lu M, and Feng Z. Adaptive PLL tracking algorithm for GNSS pilot signals based on the INS acceleration signal, Qinghua Daxue Xuebao/Journal of Tsinghua University, v 53, n 11, p 1542-1547, November 2013
[12]Gao Y, Yao Z, Cui X, and Lu M. Influence of tracking loops in navigation receivers on multipath error, Huazhong Keji Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition), v 41, n 10, p 21-24+29, 2013
部分会议论文
[1]Yao Z. A new unambiguous tracking technique for sine-BOC(2n,n) signals. Proc. of ION GNSS, Savannah, GA. 2008: 2432-2438.
[2]Yao Z, and Lu M. Side-peaks cancellation analytic design framework with applications in BOC signals unambiguous processing. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2011: 775-785.
[3]Yao Z, and Lu M, Optimized modulation for Compass B1-C signal with multiple processing modes, Proc. of ION GNSS, Portland, OR. 2011: 1234-1242.
[4]Huang B, Yao Z, Guo F, Deng S, Cui X, and Lu M, STARx – A GPU Based Multi-System Full-Band Real-Time GNSS Software Receiver, Proc. of ION GNSS+ 2013, Nashville, TN, 2013: 1549-1559.
[5]Yao Z, and Lu M, Design, Implementation, and Performance Analysis of ACE-BOC Modulation, Proc. of ION GNSS+ 2013, Nashville, TN, 2013: 1549-1559.
[6]Yao Z, and Lu M. Constant envelope combination for components on different carrier frequencies with unequal power allocation. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2013.
[7]Yao Z, and Lu M. Quasi-coherent joint processing of modernized GNSS multiplexing signals. Proc. of ION PPNT, Honolulu, HI. 2013: 98-105.
[8]Huang B, Yao Z, Lu M, and Feng Z. A code phase measurement method for snap-shot GNSS receiver, Lecture Notes in Electrical Engineering, v 243 LNEE, p 641-651, 2013.
[9]Lv P, Lu M, and Yao Z. Dual-update rate INS aided carrier phase lock loop for new generation global navigation satellite signals. Lecture Notes in Electrical Engineering, v 243 LNEE, p 715-724, 2013.
[10]Zhang J, Yao Z, and Lu M. Applications and low-complex implementations of ACE-BOC multiplexing. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2014: 781-791.
[11]Zhang J, Yao Z, and Lu M. Optimized asymmetric dual-frequency constant envelope multiplexing technique, Lecture Notes in Electrical Engineering, v 304 LNEE, n VOL. 2, p 103-113, 2014.
[12]Zhu Y, Yao Z, Cui X, Lu M. Comparative analysis of dual-frequency constant envelop multiplexing techniques for ARNS band. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2014: 792-801.
[13]Gao Y, Yao Z, Zhu Y, and Lu M. A two-dimension tracking based multipath mitigation method for BOC signals. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2014: 876-883.
[14]Chen Q, Yao Z, and Lu M. Implementation of a GNSS receiver with an unambiguous acquisition and tracking technique. Proc. of ION ITM, San Diego, CA. 2011: 989-996.
[15]Zhang X, Zhang X, Yao Z, Lu M. Implementations of Constant Envelope Multiplexing based on Extended Interplex and Inter-Modulation Construction Method. Proc. of ION GNSS, Nashville TN. 2012: 893-900.
[16]Zhang X, Yao Z, Zhang X, and Lu M, A method to optimize the spreading code chip waveform in sense of Gabor bandwidth, Proc. of ION GNSS, Portland, OR. 2011: 1299-1304.
[17]Jin L, Yao Z, Cui X, Lu M, and Feng Z, Dual update-rate FLL-assisted phase lock loop of novel robust receivers for new generation global navigation satellite signals, Proc. of ION GNSS, Portland, OR. 2011: 3652-3659.
[18]Teng D, Yao Z, Cui X, Lu M, and Feng Z, Weighting adjustment acquisition method for the DSSS signal. Proc. of NSWCTC, Wuhan, China. 2010: 336 – 339.
专著章节
[1]Yao Z, Unambiguous Processing Techniques of Binary Offset Carrier Modulated Signals. In Jin S (Eds.), Global Navigation Satellite Systems - Signal, Theory and Applications (Chapter 3), Rijeka, Croatia: InTech Press, 2012: 53-76.
部分发明专利
[1]姚铮, 崔晓伟, 陆明泉, 等. 双更新率载波跟踪环路: 中国，ZL4.3. (中国专利授权号.)
[2]姚铮, 崔晓伟, 陆明泉, 等. 一种扩频码跟踪环路的构成及其运行方法: 中国，ZL6.3. (中国专利授权号.)
[3]姚铮, 陆明泉, 冯振明. 信号调制方法和信号解调方法: 中国，ZL1.2. (中国专利授权号.)