【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野踩珣?zhàn)略等各個領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。其中我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)進入到第三階段,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,用戶對導(dǎo)航產(chǎn)品快速啟動定位的性能要求也越來越高。啟動后的首次定位時間(TTFF)是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機十分關(guān)鍵的性能指標(biāo),也直接影響著用戶對定位產(chǎn)品的使用體驗。因此,本文以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ),針對導(dǎo)航接收機的快速啟動技術(shù)進行了研究。本文針對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點,提出一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航接收機的快速啟動方法。重構(gòu)信號發(fā)射時間法是目前接收機在熱啟動模式時最常被采用的一種方法,但是該方法在先驗信息要求和誤差方面的不足也很明顯。本文通過北斗導(dǎo)航接收機對重構(gòu)信號發(fā)射時間法與傳統(tǒng)的熱啟動進行了實驗分析,并指出該方法的局限性,尤其是本地時鐘的影響,無論是傳統(tǒng)的熱啟動還是重構(gòu)信號發(fā)射時間法都對本地時鐘具有依賴性。針對這一問題,本文給出了一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機的快速啟動方法,該方法主要是利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中GEO衛(wèi)星子幀同步時間非常短的特點,快速獲取其信號發(fā)射時間以判斷星歷是否有效,當(dāng)接收機進入熱啟動模式下,再利用相對傳輸時間關(guān)系構(gòu)造方程式解算出接收機位置。在星歷有效,定位環(huán)境良好時,北斗導(dǎo)航接收機在沒有本地時鐘提供當(dāng)前時間的情況下,使用該方法依然可以進行熱啟動,完成定位功能,減少了運算量,擺脫了熱啟動對本地時鐘的依賴性,擴大了熱啟動模式的應(yīng)用環(huán)境和適用范圍。最后,在實驗室北斗導(dǎo)航接收機系統(tǒng)平臺上對本方法進行了驗證,經(jīng)過測試,北斗導(dǎo)航接收機在沒有本地時鐘RTC和網(wǎng)絡(luò)輔助提供時間的條件下,實現(xiàn)了快速啟動定位,并且在信號較好的情況下首次定位時間與傳統(tǒng)熱啟動相接近,驗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)是主要由遠程服務(wù)器、用戶接收機和移動網(wǎng)絡(luò)基站構(gòu)成通過移動網(wǎng)絡(luò)基站向遠程服務(wù)器提出定位請求，服務(wù)器接到請求后，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)、時鐘誤星編號等輔助信息通過網(wǎng)絡(luò)回傳給用戶接收機，由用戶終端利用輔助信息完跟蹤測算出偽距。此外，用戶接收機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，由其代為計算。A-GPS 技術(shù)為接收機提供衛(wèi)星星歷、時間和接收機位置等輔助信息，在此條接收機的所有啟動模式都相當(dāng)于是熱啟動，于是首次定位時間也由之前的 1降至6秒左右甚至更少。遠程服務(wù)器通過移動基站預(yù)測當(dāng)前用戶的可見衛(wèi)星信預(yù)測用戶所需的多普勒頻移和碼相位，使接收機可以在很短的時間內(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)，，所以不必再實時的從衛(wèi)星信號中

第四章 BDS 接收機快速啟動方法研究大的誤差。針對以上不足，結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點，本小節(jié)將提出一種接收機有本地 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)時間需要 6s；而 D2 導(dǎo)航電文速為 500bps，每子幀持續(xù)時間僅為 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)星信號完成子幀同步所需的時間僅相當(dāng)于 MEO 衛(wèi)星信號子幀同步時間的十分之一此外，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）。可以看出，所有的 GEO 衛(wèi)星在我國絕大部分地都屬于可見范圍，而且我國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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN965.5

【參考文獻】

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本文編號：2662279