衛(wèi)星導(dǎo)航新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:衛(wèi)星導(dǎo)航新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的蓬勃發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在高科技戰(zhàn)爭(zhēng)和日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。近年來(lái)各國(guó)紛紛開(kāi)發(fā)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),原本就并不寬裕的導(dǎo)航信號(hào)頻段顯得越來(lái)越擁擠。新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也對(duì)定位精度、抗干擾、抗多徑、靈敏度等指標(biāo)提出了更高的要求,為此提出了新的調(diào)制方式、新的導(dǎo)頻信號(hào)和新的復(fù)用技術(shù)。新體制信號(hào)在帶來(lái)了更高性能的同時(shí)也提升了接收機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。因此,研究衛(wèi)星導(dǎo)航新體制信號(hào)跟蹤技術(shù),對(duì)新一代衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的發(fā)展有著很高的理論價(jià)值和重要的實(shí)際意義。 本文圍繞衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)這一核心問(wèn)題展開(kāi)研究,基于MATLAB平臺(tái)對(duì)新體制信號(hào)調(diào)制方式和跟蹤技術(shù)進(jìn)行仿真和分析;在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)兼容新舊體制的信號(hào)跟蹤配置方案;搭建了基于FPGA的新體制信號(hào)接收機(jī)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了新體制信號(hào)跟蹤技術(shù);并完成了跟蹤性能指標(biāo)的測(cè)試分析。 本文的主要研究工作概述如下: (1)分析歸納了目前國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,系統(tǒng)論述了BOC、MBOC、AltBOC等新體制信號(hào)的調(diào)制原理,重點(diǎn)針對(duì)目前常見(jiàn)的幾種新體制信號(hào)跟蹤方法,從信號(hào)能量損失、算法復(fù)雜度、適用性和跟蹤性能方面進(jìn)行了仿真分析和比較。 (2)依據(jù)理論分析和仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)了兼容新舊體制信號(hào)的跟蹤技術(shù)配置方案。給出了方案的總體設(shè)計(jì)框圖和針對(duì)不同體制信號(hào)兼容跟蹤模式的通道結(jié)構(gòu)圖。 (3)基于FPGA完成了新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn),給出了基于硬件描述語(yǔ)言的相關(guān)通道模塊結(jié)構(gòu)圖和基于NiosII軟核處理器的C語(yǔ)言軟件程序流程圖,將跟蹤模塊應(yīng)用于新體制信號(hào)接收機(jī),完成了多系統(tǒng)兼容互操作接收機(jī)項(xiàng)目的研制。 (4)搭建了新體制信號(hào)接收機(jī)測(cè)試平臺(tái),測(cè)試了新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)的運(yùn)行效果和性能指標(biāo),驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】:衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī) 新體制信號(hào) 跟蹤 BOC FPGA
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN96.1
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 目錄8-11
- 圖目錄11-14
- 表目錄14-15
- 第1章 緒論15-25
- 1.1 論文研究背景和意義15-16
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)16-23
- 1.2.1 新體制信號(hào)發(fā)展概況16-20
- 1.2.2 BOC 信號(hào)無(wú)模糊跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀20-21
- 1.2.3 MBOC 和 AltBOC 信號(hào)跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀21-22
- 1.2.4 新體制信號(hào)接收機(jī)研究現(xiàn)狀22-23
- 1.3 主要研究?jī)?nèi)容23-24
- 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排24-25
- 第2章 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)及其跟蹤技術(shù)25-49
- 2.1 傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)25-26
- 2.2 新體制衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)26-39
- 2.2.1 北斗 B1C/GPS-L1C/Galileo-E1 頻點(diǎn) BOC(1,1)調(diào)制信號(hào)26-30
- 2.2.2 北斗 B1C/GPS-L1C/Galileo-E1 頻點(diǎn) MBOC 調(diào)制信號(hào)30-33
- 2.2.3 GPS-L2C 頻點(diǎn) TDDM-BPSK 調(diào)制信號(hào)33
- 2.2.4 GPS-L5 頻點(diǎn) QPSK 調(diào)制信號(hào)33-34
- 2.2.5 北斗 B2ab/Galileo-E5 頻點(diǎn) AltBOC 調(diào)制信號(hào)34-37
- 2.2.6 北斗 B3C/Galileo-E6 頻點(diǎn)高階 BOC 調(diào)制信號(hào)37-39
- 2.3 傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)跟蹤環(huán)路39-42
- 2.3.1 載波跟蹤環(huán)40-41
- 2.3.2 碼跟蹤環(huán)41-42
- 2.4 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)42-48
- 2.4.1 BOC 信號(hào)跟蹤技術(shù)42-46
- 2.4.2 MBOC 信號(hào)跟蹤技術(shù)46-48
- 2.4.3 AltBOC 信號(hào)跟蹤技術(shù)48
- 2.5 本章小結(jié)48-49
- 第3章 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)仿真與設(shè)計(jì)49-70
- 3.1 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)仿真研究49-59
- 3.1.1 BOC 調(diào)制跟蹤仿真分析49-54
- 3.1.2 MBOC 調(diào)制跟蹤仿真分析54-57
- 3.1.3 AltBOC/QPSK/TDDM-BPSK 調(diào)制跟蹤仿真分析57-59
- 3.2 新體制信號(hào)兼容跟蹤技術(shù)設(shè)計(jì)59-69
- 3.2.1 總體設(shè)計(jì)59-60
- 3.2.2 跟蹤模式配置方案60-69
- 3.3 本章小結(jié)69-70
- 第4章 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù) FPGA 實(shí)現(xiàn)70-93
- 4.1 新體制信號(hào)接收機(jī)平臺(tái)70-71
- 4.2 基于 FPGA 的新體制信號(hào)兼容跟蹤技術(shù)總體架構(gòu)71-72
- 4.3 兼容相關(guān)通道的 FPGA 實(shí)現(xiàn)72-80
- 4.3.1 相關(guān)通道模塊頂層設(shè)計(jì)72-73
- 4.3.2 載波產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)73
- 4.3.3 擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)73-76
- 4.3.4 副載波產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)76-77
- 4.3.5 可變相關(guān)間距移位寄存器模塊設(shè)計(jì)77-79
- 4.3.6 相關(guān)器和累加器模塊設(shè)計(jì)79-80
- 4.4 兼容環(huán)路控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)80-89
- 4.4.1 環(huán)路控制的總體流程80-82
- 4.4.2 碼細(xì)搜控制82-84
- 4.4.3 鎖頻環(huán)控制84-85
- 4.4.4 鎖相環(huán)控制85-87
- 4.4.5 碼環(huán)優(yōu)化控制87-88
- 4.4.6 穩(wěn)定跟蹤控制88-89
- 4.5 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù) FPGA 仿真與調(diào)試驗(yàn)證89-92
- 4.6 本章小結(jié)92-93
- 第5章 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)性能測(cè)試93-102
- 5.1 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)調(diào)試平臺(tái)93-94
- 5.2 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)運(yùn)行測(cè)試94-97
- 5.2.1 通道跟蹤結(jié)果94-95
- 5.2.2 跟蹤定位結(jié)果輸出95-97
- 5.3 新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)性能測(cè)試97-101
- 5.3.1 測(cè)試連接框圖97
- 5.3.2 跟蹤通道數(shù)測(cè)試結(jié)果97-98
- 5.3.3 跟蹤信號(hào)類型測(cè)試結(jié)果98
- 5.3.4 偽距精度測(cè)試結(jié)果98-99
- 5.3.5 載波相位精度測(cè)試結(jié)果99-100
- 5.3.6 多普勒精度測(cè)試結(jié)果100-101
- 5.4 本章小結(jié)101-102
- 第6章 總結(jié)與展望102-104
- 參考文獻(xiàn)104-109
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單109-110
- 致謝110
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:衛(wèi)星導(dǎo)航新體制信號(hào)跟蹤技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):389853
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