本文關鍵詞：北斗接收機的部分算法與定位誤差研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

２ＰｓＫ調制，經(jīng)調制后Ｉ與Ｑ支路的比特流在合成器；圖２．１１；２．３．２北斗衛(wèi)星的信號調制；由于０ＱＰＳＫ能避免發(fā)生１８０；圖２．１１北斗衛(wèi)星信號的調制原理圖；由圖２．１ｌ可見，１支路和Ｑ支路的信息分別進行編；４．０８Ｍｂ／ｓ的短ＰＭ碼（Ｋａｓ鋤ｉ序列）和長；頻信號，；Ｉ路擴頻信號經(jīng)過半個ＰＮ碼片的時間延遲以后采用Ｂ；弦調制，Ｑ路擴頻信號直接進行ＢＰｓＫ余弦

２ＰｓＫ調制，經(jīng)調制后Ｉ與Ｑ支路的比特流在合成器進行矢量合成后輸出。跟ＱＰｓＫ正交調制器比較，０ＱＰｓＫ調制器還多了個差分編碼器。其原理如

圖２．１１。

２．３．２北斗衛(wèi)星的信號調制

由于０ＱＰＳＫ能避免發(fā)生１８０。的相移，所以北斗衛(wèi)星對廣播信息采用ＯＱＰｓＫ的調制方式，其１支路采用正弦調制，Ｑ支路采用余弦調制。其調制二進制信號采用非歸零碼“１，一１”�！埃薄钡某跸酁椋希�，“一１”的初相為１８０。。

圖２．１１北斗衛(wèi)星信號的調制原理圖

由圖２．１ｌ可見，１支路和Ｑ支路的信息分別進行編碼，通過基帶信號產(chǎn)生器產(chǎn)生碼速率為１６ｋｂ／ｓ的非歸零雙極性信號，然后分別與碼速率均為

４．０８Ｍｂ／ｓ的短ＰＭ碼（Ｋａｓ鋤ｉ序列）和長州，碼（Ｇｏｌｄ序列）相乘，產(chǎn)生擴

頻信號，

Ｉ路擴頻信號經(jīng)過半個ＰＮ碼片的時間延遲以后采用ＢＰＳＫ進行正

弦調制，Ｑ路擴頻信號直接進行ＢＰｓＫ余弦調制，最后Ｉ、Ｏ兩路信號相加后進入信道。

如圖２．１ｌ，我們可以得到最后發(fā)射信號的數(shù)學表達式：

ｓ妒Ａ［ｄ。（ｔ一們）ｃ。（ｔ－舭）ｓｉｔｌ∞。什ｄ：（ｔ）ｃ：（ｔ）ｃｏｓ∞。ｔ］

礬ｅ）——１支路基帶信息，取值＋１或一１；ｄ：Ｏ）——Ｑ支路基帶信息，取值＋１或一１；

１７

（２—９）

ｑ（ｆ）——

Ｋａｓ鋤ｉ碼；

ｃ：Ｏ）一Ｇｏｌｄ碼；

ｓｉｎ【ｏ。ｔ，ｃｏｓ∞。ｔ——Ｉ、Ｑ支路調制的載波信號；Ａ——幅值。

２．３．３北斗衛(wèi)星的信號解調

因為北斗衛(wèi)星發(fā)出的信號中，１支路包含著衛(wèi)星的位置信息和發(fā)射信號的系統(tǒng)時刻等廣播信息，Ｑ支路則不含任何有用的信息。所以只對Ｉ路信息進行解調，可采用ｃｏｓｔａｓ環(huán)進行解調。原理如圖２．１２。

信息

相器

圖２．１２北斗衛(wèi)星信號的解調原理

其數(shù)學計算原理為：接收機前端收到的信號是ｓ（ｆ），

ｓＯ）＝±４ｐ。（ｆ一△／２）ｃ。（ｆ一△／２）ｓｉｎ國。ｆ＋ｄ：０）ｃ：ｅ）ｃｏｓ６％ｆ】（２．１０）

在科斯塔斯環(huán)分為上下兩個支路：

，支路：ｓｐ）?ｓｍ幢ｆ＋妒）

＝±爿ｐ，Ｏ一△／２ｋ。（ｆ一△／２）ｓｉｎ６％ｆ＋ｄ：（ｆｋ：Ｏ）ｃｏｓｃ％ｆ】?ｓｉｎ（國。ｆ＋ｐ）

＝±爿西Ｏ一△／２扣ｌＯ一△／２）ｓｉｎ∞，ｓｉｎ０Ｉｆ＋妒）±４ｄ２０≯２０）ｃｏｓ吐，ｓｉｎ０Ｉｆ＋妒）

＝±詈ｄ，Ｏ一△／２）ｑＯ一△／２）［ｃｏｓ（２ｑｆ＋ｐ）＋ｃｏｓＰ】

±要ｄ：ｏ）ｃ：（ｆ）【ｓｉｎ（２ｑｆ＋ｐ）＋ｓｉｎ妒】

（２－１１）

經(jīng)過低通濾波（ＬＰＦ）后得

＝±詈ｄ。（ｆ州２）ｃ。ｏ＿△／２）ｃ。ｓ妒＋±導ｄ：№（ｒ）ｓｉｎｐ（２－１２）

與本地ＰＮ碼ｃ，（ｆ一△／２）相乘后得土罷礬。一△／２）ｃ。ｓ妒

（２—１３）

同理，得到Ｑ支路

±詈ｄ。ｏ州２）ｓｍｐ

（２＿１４）

，支路與ｇ支路得到

等ｓｍ２ｐ，

（２—１５）

當妒很小時，ｓ．ｍ２妒ｚ２ｐ。上式變?yōu)槠稹＞陀眠@個值來控制Ｖｃｏ的

輸出頻率。

當ｐ很小時，ｃｏｓ妒＝１（２—１０）式變?yōu)椤罆叶弦弧鳎玻�，就是我們所要�?/p>

信息。

２．４導航電文２．４．１導航電文的作用

廣播軌道信息主要根據(jù)分析解析軌道時刻之前的衛(wèi)星觀測資料，通過求解衛(wèi)星軌道方程得到未來衛(wèi)星的軌道參數(shù)。所以這種軌道信息可在進行北斗衛(wèi)星觀測時實時得到，這也就是廣大用戶在導航定位中接收衛(wèi)星信號所得到的導航電文。因為同多以前衛(wèi)星跟蹤資料預報得到的軌道信息，所以隨時間的推移，預報軌道會偏離實際軌道，導航和定位的精度較低。

導航電文是衛(wèi)星以二進制碼的形式發(fā)送給用戶的導航定位數(shù)據(jù)，故又稱為數(shù)據(jù)碼，或Ｄ碼。它包括的內容主要有：系統(tǒng)時間與中國ｕＴｃ差、衛(wèi)星位置、衛(wèi)星速度、電波傳播模型參數(shù)等。

２．４．２導航電文的格式

根據(jù)系統(tǒng)選擇的信道傳輸體制和信息在傳輸過程中需要進行加密處理，同時，考慮到便于接收端對信號的捕獲跟蹤的要求，系統(tǒng)的出站信號形式為

哈爾濱工程大學碩士學位論文

偽碼直接序列擴頻，雙信道０ＱＰｓＫ調制的信號，Ｉ、Ｑ兩支路的信號功率

可根據(jù)需要進行調整，信息的傳輸在時域上以超幀、子幀和段的結構形式劃分，如下所示。

（１）超幀：每一超幀包括１９２０（即ｋ－１９２０）個子幀。一超幀傳播的時間為一分鐘。

表２．１超幀的格式

（２）子幀：每一幀的傳播時間約為３１．２５ｍｓ。每一子幀有２５０ｂ“組成，碼片長Ｔｃ＝１２５ｕｓ。其中１支路子幀用于傳輸定位、通信、標校、廣播或其他公用信息。

１支路信號格式如表２．２：

表２．２

幀標志

分幀號

ｌｌ

１支路信號格式

ＩＤｌ

ＩＤ２２１

公用

１２

廣播

４ｂｎ

抑制

２

信息類別

８ｂｉｔ

數(shù)據(jù)塊

１４２

ＣＲＣ１６

卷尾

６ｂｉｔ

幀標志

７ｂｉｔ

２１ｂｉｔ

ｂｊｔｂｈｂｉｔｂｉｔｂ“ｂｉｔ

１）幀標志７ｂｉｔ，指示本幀開始；

２）分幀號１１ｂｉｔ，，表明本幀屬于所在超幀的哪一幀；３）公用１２ｂｉｔ＇用于搭載其他系統(tǒng)信息；

４）廣播４ｂｉｔ，用于播發(fā)本系統(tǒng)的廣播信息，廣播信息內容如表２＿３；５）抑制２ｂｉｔ，用于指示信道過載時中心控制系統(tǒng)對用戶機的入站申請抑制；

００無抑制，０１抑制第一級，１０抑制第１、２級，１１抑制第三級；

６）Ｄｌ

７）ＩＤ２

２ｌｂｉｔ，為該幀Ｑ支路信息收信用戶地址。每個用戶機多有一２１ｂｉｔ，為該幀１支路信息收信用戶地址；

個衛(wèi)星控制中心所給的專用地址（ＩＤ）；

８）信息類別８ｂｉｔ和數(shù)據(jù)塊：包括定位、通信、標校等的信息數(shù)據(jù)；

哈爾濱工程大學碩士學位論文

９）

ｃＲｃ

ｌ６ｂｉｔ．信息編碼循環(huán)冗余校驗。

表２．３北斗廣播信息

類別

授時信息

電波修正

重播

其它

出站１．５

６．７

８－１２

１３

１４－３４

３５－４６４７－５３

５４－１１７１２９．２４４

２４５．１９２０

幀

幀號幀

時

幀

閏

幀時差

４ｂｉｔ

幀衛(wèi)星

號

４

Ｘ２８ｂｉｔ

幀幀衛(wèi)星速度

幀幀

幀內容

衛(wèi)星位置時延電波傳播修正模型參數(shù)ａｏ．ａ１５

重播前

１１７

刻

ｂｎ

２０ｂｉｔ

秒

８ｂｉｔ

ＹＺＸＹＺＡ０

Ａ１１６

１６

Ａ１５１６

待定

２８ｂ．ｔ

２８ｂｈ

１６ｂｈ

１６１６ｂｈ

２８ｂｉｔ

１６

幀信息

ｂｎ

ｂｎｂｈｂｈｂｈｂｈ

２．５本章小結

本章介紹了北斗衛(wèi)星的擴頻信號Ｋａｓａｍｉ小集碼和Ｇｌｏｄ碼。本文詳細討論了兩種擴頻碼的特點，給出了特征多項式，并畫出了其編碼結構。本章還討論了ＯＱＰｓＫ的調制解調方式。指出了其特點，對后面的信號解調起到了基礎作用，同時，本章還介紹了北斗導航電文的格式，這對后面的定位解算有著重要的作用。

總之，本章是整個全文的基礎，為后面的算法以及定位解算打下鋪墊。

　

　

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