發(fā)布時間：2020-04-09 12:18

【摘要】：新一代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的B1C頻點(diǎn)采用的正交復(fù)用二進(jìn)制偏移載波調(diào)制(Quadrature Multiplexed Binary Offset Carrier,QMBOC)信號將BOC(1,1)和BOC(6,1)分量分別調(diào)制到了相互正交的兩個相位上,而該信號具有和美國的GPS系統(tǒng)的L1C頻點(diǎn)的信號相似的相關(guān)特性,也具有一個多峰結(jié)構(gòu)的自相關(guān)函數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對QMBOC信號的無模糊抗多徑跟蹤,本文綜合了已有的研究成果,結(jié)合對QMBOC信號體質(zhì)的研究,取得了以下成果:1.對B1C信號的體制進(jìn)行了深入的研究。主要集中在其導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)的調(diào)制方法,其導(dǎo)頻通道采用的QMBOC信號的時域和頻域的性質(zhì),包括QMBOC信號的時域?qū)崿F(xiàn)方式、自相關(guān)特性以及頻域的特征進(jìn)行了研究。2.對QMBOC信號的匹配接收方法進(jìn)行了研究。分析了QMBOC信號的匹配接收的原理,并給出了QMBOC信號的匹配接收的原理框圖。在此基礎(chǔ)上,分析了QMBOC信號的模糊捕獲和跟蹤的概率,給出了QMBOC信號在噪聲干擾下的跟蹤精度的克拉美羅界,并分析了其在多徑干擾下的跟蹤誤差。3.將雙環(huán)估計(jì)的原理應(yīng)用到了QMBOC信號之中,本方法將測距碼和副載波看做是相對獨(dú)立的兩個信號分量,然后利用多相關(guān)器的結(jié)構(gòu)對接收的信號進(jìn)行二維鑒相,根據(jù)二維鑒相的結(jié)果,分別利用兩個碼環(huán)對測距碼和副載波分別進(jìn)行鎖定,利用兩個維度上的跟蹤的結(jié)果合成一個對測距碼更為精確的估計(jì)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上,本研究提出基于閘波的雙環(huán)估計(jì)方法,其中測距碼維度上的本地復(fù)現(xiàn)波形被替換為了一個雙極限的閘波序列,如此與接收信號進(jìn)行相關(guān)之后,可以生成一個更為狹窄且陡峭的鑒相函數(shù),進(jìn)一步提高雙環(huán)估計(jì)的抗多徑能力。最后,所提方法的抗多徑和抗噪聲性能也進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真的驗(yàn)證。4.將雙相環(huán)估計(jì)的原理應(yīng)用到了QMBOC信號之中,本方法同樣將測距碼和副載波看做是相對獨(dú)立的兩個信號分量,測距碼仍然利用一個碼環(huán)進(jìn)行鎖定,但考慮到前端濾波器有限的條件下,接收信號可能會產(chǎn)生一定的失真而并非理想信道下的波形。因此根據(jù)濾波器的響應(yīng)特征,一個正弦方波在經(jīng)過前端濾波器之后更接近一個正弦波,因此本方法提出利用載波鑒相的原理對副載波進(jìn)行鎖定,以進(jìn)一步提高在帶限條件下對于副載波的跟蹤結(jié)果。所提方法的抗多徑和抗噪聲性能也進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真的驗(yàn)證。5.針對雙環(huán)估計(jì)和雙相環(huán)估計(jì)較為復(fù)雜的特點(diǎn),本文提出了一種基于最小二乘法的本地復(fù)現(xiàn)波形設(shè)計(jì)方法。由于QMBOC信號的BOC(1,1)和BOC(6,1)分量是調(diào)制在同相和正交兩個載波相位上的,因此可以非常容易地將二者進(jìn)行分離,并分別進(jìn)行處理。因此本文利用最小二乘的方法,參考理想的鑒相函數(shù),反推本地復(fù)現(xiàn)波形。本文為同相和正交的BOC(1,1)和BOC(6,1)分離分別設(shè)計(jì)了本地復(fù)現(xiàn)波形,并提出在相關(guān)之后按比例進(jìn)行合并。如此便可以最大程度的利用QMBOC信號的信號分量,并得到無模糊抗多徑的鑒相函數(shù)。所提方法的抗多徑和抗噪聲性能也進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真的驗(yàn)證。6.在弱信號環(huán)境下,如果接受僅僅對導(dǎo)頻通道的信號進(jìn)行處理,那么接收機(jī)可能會對信號產(chǎn)生失鎖現(xiàn)象。為了進(jìn)一步提高對于B1C信號的跟蹤精度和魯棒性,本文提出了對B1C信號的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)信號進(jìn)行基于導(dǎo)航電文正負(fù)判決和不基于導(dǎo)航電文正負(fù)判決的雙通道合并方法。然后針對早遲相減和早遲能量相減鑒相的性能進(jìn)行了理論分析。計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了本文理論分析的正確性,結(jié)果也表明,所提方法能夠較為有效地B1C信號的跟蹤魯棒性和跟蹤精度,其中非相干和并下的早遲相減鑒相方法具有最好的跟蹤精度和魯棒性。最后,結(jié)合本文的研究結(jié)果,本文給出了最終的研究結(jié)論,并對未來的研究方向進(jìn)行了展望。
【圖文】：

圖 1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航信號頻率示意圖在接收方面，QMBOC 能夠具有和 TMBOC 信號相似的捕獲和用非匹配處理方式，那么 QMBOC 的信號處理精度還將好于 T外 QMBOC 信號在接收上具有更加靈活的特點(diǎn)，這是因?yàn)?BOC量相互正交，能夠獨(dú)立處理。而 TMBOC 信號將 BOC(6,1)分量隙之中，接收機(jī)幾乎無法選擇是否處理 BOC(6,1)分量。而對于以選擇僅僅處理 QMBOC 信號中的 BOC(1,1)分量，而忽略正交1)分量。對于高端接收機(jī)，則可以對 QMBOC 信號的兩個分量進(jìn)

圖 1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航信號頻率示意圖此外，在接收方面，QMBOC 能夠具有和 TMBOC 信號相似的捕獲和跟蹤進(jìn)。如果采用非匹配處理方式，那么 QMBOC 的信號處理精度還將好于 TMBOC號。另外 QMBOC 信號在接收上具有更加靈活的特點(diǎn)，這是因?yàn)?BOC(1,1)和OC(6,1)分量相互正交，能夠獨(dú)立處理。而 TMBOC 信號將 BOC(6,1)分量嵌入在若干個時隙之中，接收機(jī)幾乎無法選擇是否處理 BOC(6,1)分量。而對于低端的收機(jī)，，可以選擇僅僅處理 QMBOC 信號中的 BOC(1,1)分量，而忽略正交相位上 BOC(6,1)分量。對于高端接收機(jī)，則可以對 QMBOC 信號的兩個分量進(jìn)行整體理。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN967.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2620745