【摘要】：隨著全球衛(wèi)星通信技術(shù)的快速發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航定位已經(jīng)成為影響人們?nèi)粘Ｉ钌踔羾?guó)家安全戰(zhàn)略等各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。其中我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到第三階段,憑借優(yōu)異的性能和服務(wù)質(zhì)量得到了廣泛應(yīng)用。隨著信息技術(shù)和生活水平的快速提高,用戶對(duì)導(dǎo)航產(chǎn)品快速啟動(dòng)定位的性能要求也越來越高。啟動(dòng)后的首次定位時(shí)間(TTFF)是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)十分關(guān)鍵的性能指標(biāo),也直接影響著用戶對(duì)定位產(chǎn)品的使用體驗(yàn)。因此,本文以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ),針對(duì)導(dǎo)航接收機(jī)的快速啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行了研究。本文針對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn),提出一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航接收機(jī)的快速啟動(dòng)方法。重構(gòu)信號(hào)發(fā)射時(shí)間法是目前接收機(jī)在熱啟動(dòng)模式時(shí)最常被采用的一種方法,但是該方法在先驗(yàn)信息要求和誤差方面的不足也很明顯。本文通過北斗導(dǎo)航接收機(jī)對(duì)重構(gòu)信號(hào)發(fā)射時(shí)間法與傳統(tǒng)的熱啟動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,并指出該方法的局限性,尤其是本地時(shí)鐘的影響,無論是傳統(tǒng)的熱啟動(dòng)還是重構(gòu)信號(hào)發(fā)射時(shí)間法都對(duì)本地時(shí)鐘具有依賴性。針對(duì)這一問題,本文給出了一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的快速啟動(dòng)方法,該方法主要是利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中GEO衛(wèi)星子幀同步時(shí)間非常短的特點(diǎn),快速獲取其信號(hào)發(fā)射時(shí)間以判斷星歷是否有效,當(dāng)接收機(jī)進(jìn)入熱啟動(dòng)模式下,再利用相對(duì)傳輸時(shí)間關(guān)系構(gòu)造方程式解算出接收機(jī)位置。在星歷有效,定位環(huán)境良好時(shí),北斗導(dǎo)航接收機(jī)在沒有本地時(shí)鐘提供當(dāng)前時(shí)間的情況下,使用該方法依然可以進(jìn)行熱啟動(dòng),完成定位功能,減少了運(yùn)算量,擺脫了熱啟動(dòng)對(duì)本地時(shí)鐘的依賴性,擴(kuò)大了熱啟動(dòng)模式的應(yīng)用環(huán)境和適用范圍。最后,在實(shí)驗(yàn)室北斗導(dǎo)航接收機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)本方法進(jìn)行了驗(yàn)證,經(jīng)過測(cè)試,北斗導(dǎo)航接收機(jī)在沒有本地時(shí)鐘RTC和網(wǎng)絡(luò)輔助提供時(shí)間的條件下,實(shí)現(xiàn)了快速啟動(dòng)定位,并且在信號(hào)較好的情況下首次定位時(shí)間與傳統(tǒng)熱啟動(dòng)相接近,驗(yàn)證了本文所提出方法的可行性。
【圖文】：

圖 3-3 A-GPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Figure 3-3A-GPS system structure如圖 3-3，A-GPS 系統(tǒng)是主要由遠(yuǎn)程服務(wù)器、用戶接收機(jī)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站構(gòu)成通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站向遠(yuǎn)程服務(wù)器提出定位請(qǐng)求，服務(wù)器接到請(qǐng)求后，將發(fā)出站位置作為用戶的位置，參照當(dāng)前服務(wù)器中的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，將軌道參數(shù)、時(shí)鐘誤星編號(hào)等輔助信息通過網(wǎng)絡(luò)回傳給用戶接收機(jī)，由用戶終端利用輔助信息完跟蹤測(cè)算出偽距。此外，用戶接收機(jī)既可以自己選擇定位解算，也可以將可見信息傳送給服務(wù)器，由其代為計(jì)算。A-GPS 技術(shù)為接收機(jī)提供衛(wèi)星星歷、時(shí)間和接收機(jī)位置等輔助信息，在此條接收機(jī)的所有啟動(dòng)模式都相當(dāng)于是熱啟動(dòng)，于是首次定位時(shí)間也由之前的 1降至6秒左右甚至更少。遠(yuǎn)程服務(wù)器通過移動(dòng)基站預(yù)測(cè)當(dāng)前用戶的可見衛(wèi)星信預(yù)測(cè)用戶所需的多普勒頻移和碼相位，使接收機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成衛(wèi)捕獲和跟蹤。由于已經(jīng)有完整的星歷數(shù)據(jù)，，所以不必再實(shí)時(shí)的從衛(wèi)星信號(hào)中

第四章 BDS 接收機(jī)快速啟動(dòng)方法研究大的誤差。針對(duì)以上不足，結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)，本小節(jié)將提出一種接收機(jī)有本地 RTC 的情況下判斷星歷有效性的方法。在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，MEO 和 IGSO 衛(wèi)星采用 D1 導(dǎo)航電文，GEO 衛(wèi)星采用 D2 航電文。D1 導(dǎo)航電文的速率為 50bps，每子幀持續(xù)時(shí)間需要 6s；而 D2 導(dǎo)航電文速為 500bps，每子幀持續(xù)時(shí)間僅為 0.6s（兩種導(dǎo)航電文的更多具體信息在第二章已經(jīng)出）。因此，MEO 和 IGSO 衛(wèi)星子幀同步最多需要 6s，而 GEO 最多只需要 0.6s。GE衛(wèi)星信號(hào)完成子幀同步所需的時(shí)間僅相當(dāng)于 MEO 衛(wèi)星信號(hào)子幀同步時(shí)間的十分之一此外，北斗系統(tǒng)中有 5 顆 GEO 靜止軌道衛(wèi)星，分布于赤道上空，覆蓋了全國(guó)及邊大部分地區(qū)，一般情況下可見性很好。如圖 4-1 所示為位于赤道上空的三顆 GEO 星的覆蓋區(qū)域（最小仰角為 5 度）�？梢钥闯觯械� GEO 衛(wèi)星在我國(guó)絕大部分地都屬于可見范圍，而且我國(guó)的周邊范圍一般也有 3~4 顆可見 GEO 衛(wèi)星[39]。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN965.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662279