【摘要】：GNSS（Global Navigation Satellite System）導(dǎo)航信號(hào)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最重要的組成部分之一，導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接反映衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的PVT（Position, Velocity, Time）性能，同時(shí)也能夠反映衛(wèi)星有效載荷的工作狀態(tài)及各種電性能指標(biāo)。進(jìn)行GNSS空間信號(hào)質(zhì)量的評(píng)估，是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，不僅可以為導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)在軌驗(yàn)證提供技術(shù)手段和支撐，還可以監(jiān)測(cè)評(píng)估其他導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，為自身科學(xué)研究和應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。為保證給用戶(hù)提供高質(zhì)量服務(wù)，GPS和Galileo均已建設(shè)配套的導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)估環(huán)境，在對(duì)各自衛(wèi)星系統(tǒng)下行信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估的同時(shí)，還積極監(jiān)測(cè)分析其他國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。 論文開(kāi)展的GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法的研究，，其成果在我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)設(shè)計(jì)、信號(hào)體制驗(yàn)證、性能指標(biāo)評(píng)估、完好性監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星故障快速定位等方面，將發(fā)揮非常重要的作用。其成果不僅可以推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)體制設(shè)計(jì)和評(píng)估理論的發(fā)展，得到準(zhǔn)確的信號(hào)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，還可為系統(tǒng)的維護(hù)和管理提供決策支持信息，保證系統(tǒng)的高質(zhì)量服務(wù)，有利于提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)際上的影響力，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，該論文的研究成果也將會(huì)在國(guó)際領(lǐng)域的合作中產(chǎn)生影響并發(fā)揮重要作用。 本論文主要針對(duì)GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估內(nèi)容及方法、GNSS空間信號(hào)畸變現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理、GNSS空間信號(hào)畸變對(duì)測(cè)距性能影響三個(gè)方面來(lái)展開(kāi)研究，并在文章的最后給出GNSS信號(hào)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果。文章的主要內(nèi)容可歸納為： （1）GNSS信號(hào)體制 論文較詳細(xì)地研究了國(guó)際上已建成或正在建設(shè)的GNSS各類(lèi)調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及信號(hào)特點(diǎn)，并分析不同調(diào)制方式下導(dǎo)航信號(hào)的碼跟蹤性能和抗多徑性能，在此基礎(chǔ)上，給出了目前及將來(lái)GNSS可能采用的信號(hào)體制，為提煉GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估對(duì)象及評(píng)估準(zhǔn)則提供參考依據(jù)。 （2）GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估的對(duì)象及評(píng)估準(zhǔn)則 在分析GNSS信號(hào)體制的基礎(chǔ)上，結(jié)合信號(hào)體制設(shè)計(jì)的理論值或標(biāo)準(zhǔn)圖形曲線、衛(wèi)星載荷研制技術(shù)要求或地面測(cè)試結(jié)果、接口控制文件（ICD）等公開(kāi)服務(wù)性能規(guī)范，論文詳細(xì)地研究了GNSS下行信號(hào)的評(píng)估對(duì)象及相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，提出了GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估準(zhǔn)則，為GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估提供判斷依據(jù)和準(zhǔn)則。 （3）GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法 論文分別從衛(wèi)星射頻信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星信號(hào)離線采集數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)接收機(jī)測(cè)距數(shù)據(jù)、干擾監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、標(biāo)校數(shù)據(jù)和氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等方面，對(duì)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估所需的各種數(shù)據(jù)處理方法（包括數(shù)據(jù)預(yù)處理方法）進(jìn)行了詳細(xì)介紹。并依據(jù)信號(hào)體制設(shè)計(jì)要素、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)PVT性能評(píng)估內(nèi)容、有效載荷研制技術(shù)要求，提煉信號(hào)質(zhì)量評(píng)估單項(xiàng)要素內(nèi)容及綜合評(píng)估內(nèi)容。本論文詳細(xì)介紹了各項(xiàng)評(píng)估內(nèi)容的評(píng)估算法，并建立了一套信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法體系，能夠全面分析接收GNSS空間信號(hào)質(zhì)量。 （4）信號(hào)畸變模型庫(kù) 論文創(chuàng)新性的研究了GNSS導(dǎo)航信號(hào)各類(lèi)常見(jiàn)畸變，給出了數(shù)學(xué)分析模型，建立了信號(hào)畸變模型庫(kù)，分析了各類(lèi)畸變對(duì)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果和測(cè)距性能的影響。對(duì)載波泄漏和頻譜不對(duì)稱(chēng)畸變、碼片波形畸變、碼間串?dāng)_畸變、多徑畸變、干擾和噪聲畸變、雜散和AM-AM飽和失真、AM-PM失真等的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行深入研究，定性或定量的給出了各種信號(hào)畸變對(duì)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果的影響，并基于分析模型，嚴(yán)格推導(dǎo)出各類(lèi)畸變最終可能對(duì)測(cè)距性能的影響。為多次故障排查與定位提供了依據(jù)。 （5）GNSS空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果 分別從射頻儀器監(jiān)測(cè)、功率及功率譜、測(cè)距碼時(shí)域波形、調(diào)制性能、相關(guān)函數(shù)、測(cè)距穩(wěn)定性、相干性、接收性能、多徑性能和干擾分析等方面，對(duì)北斗、GPS和Galileo在軌衛(wèi)星進(jìn)行了全面的信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估，論文中有針對(duì)性地展示出了具有代表性的典型結(jié)果。
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【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（國(guó)家授時(shí)中心）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：P228.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2374179