目前,高軌航天器自主導(dǎo)航技術(shù)是我國迫切需要發(fā)展的航天新技術(shù)之一,在高軌航天器上使用導(dǎo)航接收機(jī)已成為各類工程應(yīng)用的熱點(diǎn)。高軌航天器導(dǎo)航接收機(jī)與陸地接收機(jī)應(yīng)用最大的不同在于,前者需要接收來自地球?qū)γ娴膶?dǎo)航衛(wèi)星信號。由于信號傳播路徑的增加,導(dǎo)致了路徑損耗過大和接收信號微弱問題。因此,開展高軌北斗弱信號捕獲技術(shù)研究十分必要。本文對高軌接收北斗信號特性進(jìn)行了仿真,從而確定了弱信號捕獲算法的接收功率門限值。在信號搜索方面,分析了串行捕獲算法、基于FFT的并行碼相位捕獲算法的優(yōu)缺點(diǎn);在處理增益累積方面,對相干累積、非相干累積和差分相干累積進(jìn)行了對比分析;在消除數(shù)據(jù)碼相位跳變方面,對半比特和全比特累積方法進(jìn)行了分析。針對傳統(tǒng)的差分相干算法不適合應(yīng)用于全比特累積算法的情況,提出了基于全比特改進(jìn)的差分相干算法,解決了信號無法長時(shí)間累積的問題,從而提高了北斗弱信號的處理增益。通過MATLAB對傳統(tǒng)的非相干算法和改進(jìn)后的算法分別進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法在北斗弱信號捕獲性能方面具有明顯的優(yōu)勢,同時(shí),對改進(jìn)的算法所能捕獲信號的最低信號功率進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,改進(jìn)的算法除了能夠?qū)崿F(xiàn)-175dBW北斗弱信... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高軌道衛(wèi)星與導(dǎo)航星座幾何位置關(guān)系示意圖

的仿真都是建立在只考慮接收機(jī)接收到的北斗系統(tǒng)的主瓣信號的信號的發(fā)射角是 42.6°，只有當(dāng)高軌衛(wèi)星運(yùn)行至一定的區(qū)域，即運(yùn)的遮擋半角小于信號發(fā)射半角 21.3°，星載接收機(jī)才能接收到導(dǎo)航號，此時(shí)，判定接收機(jī)對這顆衛(wèi)星可見。北斗星座模型建立全球?qū)Ш叫亲?3 顆 IGSO 軌道衛(wèi)星、27 顆 MEO 軌道衛(wèi)星、5 成[31]。3 顆 IGSO 衛(wèi)星軌道傾角為 55 度、三個(gè)軌道面分布、升交顆衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡重合，相交于東經(jīng) 180 度；MEO 衛(wèi)星/3/1 星座，分布在相隔 120°的三個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道上分別均勻軌道高度是 24126 千米，軌道傾角為 55°，7 天 13 圈是它的運(yùn)行周分別位于東經(jīng) 58.75 度、80 度、110.5 度、140 度和 160 度[32-33]。用 J2000.0ECT(地心慣性坐標(biāo)系)作為坐標(biāo)基準(zhǔn)，UTC(協(xié)調(diào)世界時(shí)北斗全球星座，仿真一天時(shí)間內(nèi)北斗全球星座的運(yùn)行軌道和二維-2、圖 2-3 分別是北斗全球系統(tǒng)的三維衛(wèi)星軌道和二維星下點(diǎn)軌跡

圖 2-3 全球系統(tǒng)二維星下點(diǎn)軌跡星間鏈路建立建北斗全球星座以及高軌衛(wèi)星模型之后，需要在兩者之間建立星間通星信號在通信鏈路的傳播過程由導(dǎo)航信號發(fā)射、信號傳播、信號接收由空間鏈路預(yù)算公式可得出接收機(jī)接收到的信號接收功率[34]，在自由中，接收機(jī)天線接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號的鏈路預(yù)算方程為：0420lg( )r t t rdP P G G L （2-1）中：導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號功率用rP 表示，導(dǎo)發(fā)射功率用tP 表示，衛(wèi)星天線的發(fā)射增益用tG 表示，衛(wèi)星天線的接收，20lg(4 d/ ）為自由空間傳播損耗，接收機(jī)到導(dǎo)航衛(wèi)星的距離用波波長用 表示， 由所設(shè)置的信號頻率確定，波長為 0.192m；0L 為在高軌應(yīng)用時(shí)可忽略不計(jì)。

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本文編號：3227337