本文關(guān)鍵詞：高動(dòng)態(tài)B1信號(hào)實(shí)時(shí)捕獲的算法研究與硬件實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航定位精度和速度受到重視。面對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下多普勒頻偏的劇烈變化,如何提高捕獲速度,保證捕獲結(jié)果準(zhǔn)確性成為接收機(jī)的研究熱點(diǎn)之一,也是本文研究的重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種一般高動(dòng)態(tài)下北斗數(shù)字接收機(jī)實(shí)時(shí)捕獲系統(tǒng),并消除了電文翻轉(zhuǎn)對(duì)頻偏精度的影響。首先,分析了B1信號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電文翻轉(zhuǎn)對(duì)測(cè)距碼相關(guān)特性的影響,確定了一般高動(dòng)態(tài)定義下B1信號(hào)的捕獲范圍。然后,給出了常用二維搜索算法的優(yōu)勢(shì)與不足,理論分析了二維串行搜索和二維并行搜索算法不適用于B1信號(hào)實(shí)時(shí)捕獲的原因。論證了并行搜索碼相位算法提高捕獲速度的原理,并利用非對(duì)稱FFT消除電文翻轉(zhuǎn)來優(yōu)化算法,仿真分析了算法的性能。其次,對(duì)基于頻偏并行搜索算法的理論依據(jù)進(jìn)行分析,闡述了基于部分匹配濾波器的并行搜索頻率捕獲算法,該算法在實(shí)現(xiàn)頻率并行搜索的同時(shí)又可以完成碼相位的短時(shí)并行相關(guān)。針對(duì)電文翻轉(zhuǎn)的影響,改進(jìn)消除電文翻轉(zhuǎn)的并行捕獲算法,該方法能夠提高頻偏搜索的精度,MATLAB仿真驗(yàn)證了算法性能。最后,在FPGA上實(shí)現(xiàn)新的捕獲方案,優(yōu)化匹配濾波器組的設(shè)計(jì),分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和功能的闡述,通過高動(dòng)態(tài)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)捕獲方案進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證了該方案的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：B1信號(hào) 高動(dòng)態(tài) 電文翻轉(zhuǎn) 實(shí)時(shí)捕獲 FPGA
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外高動(dòng)態(tài)捕獲技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要工作及論文結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 北斗B1信號(hào)特性15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 B1信號(hào)結(jié)構(gòu)15-18
• 2.2.1 CB1I結(jié)構(gòu)與特性15-17
• 2.2.2 電文的擴(kuò)頻調(diào)制17-18
• 2.3 高動(dòng)態(tài)B1信號(hào)特性18-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 捕獲算法研究21-34
• 3.1 引言21
• 3.2 擴(kuò)頻信號(hào)捕獲概述21-24
• 3.2.1 QPSK調(diào)制分析21-22
• 3.2.2 B1信號(hào)生成及捕獲方法22-24
• 3.3 二維串行捕獲24-25
• 3.4 二維并行捕獲25-27
• 3.5 并行捕獲碼相位27-29
• 3.6 并行捕獲多普勒頻偏29-32
• 3.6.1 一般實(shí)現(xiàn)思想29-30
• 3.6.2 基于匹配濾波器組的并行頻率搜索算法30-32
• 3.7 本章小節(jié)32-34
• 第四章 消除電文翻轉(zhuǎn)的并行捕獲算法34-45
• 4.1 引言34
• 4.2 電文翻轉(zhuǎn)對(duì)頻偏搜索的影響34-35
• 4.3 PMF+BTC+FFT捕獲算法35-40
• 4.4 算法復(fù)雜度比較40-41
• 4.5 頻估精度的仿真測(cè)試41-44
• 4.6 本章小節(jié)44-45
• 第五章 捕獲算法的實(shí)現(xiàn)45-59
• 5.1 引言45
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案45-46
• 5.3 參數(shù)設(shè)置46-47
• 5.4 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)47-56
• 5.4.1 混頻模塊49-50
• 5.4.2 測(cè)距碼發(fā)生器50-51
• 5.4.3 信號(hào)的緩存51-52
• 5.4.4 部分匹配濾波器組52-54
• 5.4.5 BTC和FFT模塊54-55
• 5.4.6 相關(guān)結(jié)果的處理55-56
• 5.5 衛(wèi)星參數(shù)的計(jì)算56
• 5.5.1 測(cè)距碼相位的計(jì)算56
• 5.5.2 多普勒頻偏的計(jì)算56
• 5.6 捕獲架構(gòu)的評(píng)估56-57
• 5.6.1 捕獲資源占用56-57
• 5.6.2 捕獲時(shí)間分析57
• 5.7 本章小節(jié)57-59
• 第六章 捕獲系統(tǒng)的測(cè)試59-66
• 6.1 引言59
• 6.2 測(cè)試環(huán)境59-60
• 6.3 實(shí)時(shí)測(cè)試結(jié)果60-62
• 6.4 高動(dòng)態(tài)環(huán)境的模擬測(cè)試62-64
• 6.5 本章小節(jié)64-66
• 結(jié)束語66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 碩士期間發(fā)表論文72

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本文編號(hào)：278213