隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,用戶對于衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的性能有了更高的需求。在航海、勘探和林業(yè)等偏遠(yuǎn)的工作場景中,由于電離層折射、多徑干擾或者建筑物遮擋等影響,衛(wèi)星信號(hào)將會(huì)極大的衰減,使得一般的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)出現(xiàn)捕獲衛(wèi)星信號(hào)難、同步錯(cuò)誤率高、易失鎖等問題。因此,研究能捕獲微弱衛(wèi)星信號(hào)的高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)是社會(huì)所需。并且SOC平臺(tái)相比于其它可編程平臺(tái),具有集成度高、體積小、功耗低等優(yōu)勢。這能夠拓寬衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,并能增強(qiáng)我國在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的實(shí)力。本文對基于SOC的高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究。首先分別對GPS、GLONASS、BDS三個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)航電文幀格式進(jìn)行分析;緊接著對接收機(jī)的芯片選型以及硬件架構(gòu)進(jìn)行了介紹;然后在對衛(wèi)星信號(hào)的捕獲跟蹤原理以及弱衛(wèi)星信號(hào)的影響因素進(jìn)行分析的前提下,對比研究了幾種提升信號(hào)信噪比的積分方法和克服導(dǎo)航電文跳變的弱信號(hào)捕獲算法,針對不同衛(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航電文的特點(diǎn),分別制定不同的捕獲算法,結(jié)合先粗略捕獲再精細(xì)捕獲的捕獲策略,實(shí)現(xiàn)了對三系統(tǒng)衛(wèi)星弱信號(hào)的多普勒頻移以及偽碼相位的捕獲。在完成對載波環(huán)與碼環(huán)的分析之后,決定弱信號(hào)... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

u-bloxNEO-M8P芯片圖

3華力創(chuàng)通、合眾思?jí)选粜究萍肌⒈本┖娇蘸教齑髮W(xué)等開展對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片的研究。在板卡上，司南導(dǎo)航公司的K708高精度GNSS板卡支持北斗系統(tǒng)而且算法針對惡劣環(huán)境下進(jìn)行了優(yōu)化。在芯片上，和芯星通公司研制的蜂鳥-UC220型號(hào)的低功耗全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)SOC芯片能接收包括北斗、GPS、GLONASS、Galileo四個(gè)系統(tǒng)多頻點(diǎn)信號(hào)，而且捕獲靈敏度能達(dá)到-144dBm，跟蹤靈敏度能達(dá)到-160dBm。該公司的UB4B0全系統(tǒng)全頻高精度接收機(jī)能提供毫米級(jí)的載波相位測量值，適用于氣象，形變監(jiān)測等高精度測量定位領(lǐng)域，如圖1-2所示。杭州中科微電子公司的ATGM336H高靈敏度接收機(jī)模塊，能直接替換u-blox公司的Max系列多款GPS模塊。圖1-2和芯星通UB4B0全系統(tǒng)全頻高精度板卡國內(nèi)外對于在弱信號(hào)條件下的高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的研究，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：提升信號(hào)的信噪比；互相關(guān)抑制；輔助定位。提升信號(hào)信噪比方法的主要思想是通過加長累積信號(hào)時(shí)間從而提升信號(hào)的處理增益值，可以通過相干積分與非相干積分手段來實(shí)現(xiàn)，但存在的問題是由于各個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)特性，積分時(shí)間會(huì)因?yàn)閷?dǎo)航電文比特跳變而衰減。因此，由DavidLin提出的半比特相干積分算法可實(shí)現(xiàn)以GPS系統(tǒng)為例10ms的相干積分時(shí)間消除比特跳變影響[3]。在有強(qiáng)信號(hào)存在的情況下，高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)檢測弱信號(hào)時(shí)會(huì)錯(cuò)誤的將強(qiáng)信號(hào)與弱信號(hào)之間的互相關(guān)峰值誤判為弱信號(hào)之間的自相關(guān)峰值，從而影響弱信號(hào)的捕獲。一種抑制互相關(guān)的方法是通過跟蹤得到強(qiáng)信號(hào)的信息用于濾除掉對弱信號(hào)產(chǎn)生的干擾。輔助定位方法是當(dāng)接收機(jī)位于室內(nèi)等弱信號(hào)條件下時(shí)，利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，藍(lán)牙等來獲取手機(jī)基地站的資訊，向接收機(jī)提供所捕獲與定位所必須的接收機(jī)位置、時(shí)間、可見衛(wèi)星的序號(hào)以及衛(wèi)?

第二章 原理和總體方案 振頻率和濾波器帶寬等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。該芯片內(nèi)部集成了完善的接收鏈路，有低噪聲放大器、混頻器、可編程增益放大器（Programmable Gain Amplifier, PGA）、壓控振蕩器（VCO）、頻率合成器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，而且該芯片由于高度集成，降低外界干擾的影響，其功耗低至 1.4dB，能夠滿足射頻前端的結(jié)構(gòu)需求和功耗低的需求。如圖 2-17 為 MAX2769 的典型應(yīng)用電路圖。從天線接收的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)由射頻前端 MAX2769 芯片及其他器件的處理之后，進(jìn)入基帶信號(hào)處理模塊。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]弱信號(hào)環(huán)境下北斗導(dǎo)航接收機(jī)位同步算法研究[J]. 孫一雄,蔚保國,伍蔡倫.  無線電工程. 2015(04)
[2]高靈敏度GPS接收機(jī)載波跟蹤環(huán)路的設(shè)計(jì)優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[J]. 武玲娟,崔瑩瑩,路衛(wèi)軍,于敦山.  北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[3]自適應(yīng)非相干累加次數(shù)和門限的捕獲策略研究[J]. 安勇,牟榮增,閻躍鵬.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(04)
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博士論文
[1]高靈敏度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)基帶信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 韓志鳳.南京航空航天大學(xué) 2018

碩士論文
[1]北斗高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 翟紅英.北方工業(yè)大學(xué) 2018
[2]高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)捕獲跟蹤技術(shù)研究[D]. 王義強(qiáng).北方工業(yè)大學(xué) 2017
[3]面向弱信號(hào)的GPS軟件接收機(jī)技術(shù)研究[D]. 蔡磊.武漢大學(xué) 2017
[4]北斗衛(wèi)星信號(hào)捕獲關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 牛文慧.太原理工大學(xué) 2016
[5]高靈敏度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)環(huán)路跟蹤技術(shù)研究[D]. 朱龍泉.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]基于ARM的三模導(dǎo)航接收機(jī)基帶技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張北南.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[7]衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)捕獲算法的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 曹碩.中北大學(xué) 2014
[8]導(dǎo)航衛(wèi)星弱信號(hào)相干—差分相干捕獲算法研究[D]. 程川軍.大連理工大學(xué) 2014
[9]BD-2/GPS室內(nèi)定位的跟蹤環(huán)路技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陸新穎.華東師范大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2973489