本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)分析與參數(shù)估計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)導(dǎo)航精度的要求也越來越高。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位、導(dǎo)航和授時(shí)的基礎(chǔ)為導(dǎo)航信號(hào)到達(dá)時(shí)間的獲取,而信號(hào)到達(dá)時(shí)間的觀測(cè)精度主要由衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)決定,而在接收相關(guān)技術(shù)中,導(dǎo)航信號(hào)的捕獲與跟蹤為其核心技術(shù)。導(dǎo)航信號(hào)捕獲及跟蹤技術(shù)的精度直接決定了衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的性能。目前,多種導(dǎo)航體制共存,導(dǎo)航體制并不透明,跨體制導(dǎo)航不可避免涉及到導(dǎo)航信號(hào)的破譯,理論上導(dǎo)航信號(hào)破譯是一個(gè)參數(shù)估計(jì)問題。因此,本文從碼跟蹤角度對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行了分析并對(duì)其中的一些參數(shù)進(jìn)行了估計(jì),主要研究?jī)?nèi)容包括:首先,從碼跟蹤精度角度對(duì)接收機(jī)中的解擴(kuò)碼波形進(jìn)行了深入的研究,設(shè)計(jì)出一種優(yōu)化的解擴(kuò)碼形,它可降低碼跟蹤誤差;本文從碼跟蹤誤差的克拉美羅下限(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)的角度對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中的擴(kuò)頻碼進(jìn)行分析,并推導(dǎo)出低跟蹤誤差的擴(kuò)頻碼波形特點(diǎn),根據(jù)此特點(diǎn)將優(yōu)化的解擴(kuò)碼這一研究成果運(yùn)用到全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)中的M碼。然后,對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的頻率估計(jì)進(jìn)行了研究,該研究假定已知導(dǎo)航信號(hào)中的信息碼和擴(kuò)頻碼,則導(dǎo)航信號(hào)可簡(jiǎn)化為單頻率復(fù)正弦信號(hào),提出了一種改進(jìn)的頻率估計(jì)算法使對(duì)于任意頻率的信號(hào)其頻率估計(jì)的均方根誤差均可接近CRLB。最后,對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的破譯進(jìn)行了仿真研究,利用導(dǎo)航信號(hào)自相關(guān)的特點(diǎn),將其與自身一小片段作相關(guān),以降低噪聲影響,并利用導(dǎo)航信號(hào)周期性的特點(diǎn),將信號(hào)的多個(gè)周期進(jìn)行疊加,以提高信號(hào)的信噪比。通過這兩種處理,對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行估計(jì),包括偽隨機(jī)噪聲(Pseudo Random Noise,PRN)碼周期、多普勒頻率、初始載波相位、PRN碼初始位置等參數(shù),最終成功破譯出北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的PRN碼序列結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào) 碼跟蹤精度 頻率估計(jì) PRN碼破譯
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(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4-5
• Abstract5-8
• 縮略詞注釋表8-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景和意義9-12
• 1.2 課題研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)基礎(chǔ)14-26
• 2.1 調(diào)制類型14-16
• 2.1.1 二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）14-15
• 2.1.2 直接序列擴(kuò)頻（DSSS）15-16
• 2.2 復(fù)用技術(shù)16-17
• 2.3 信號(hào)模型與特性17-18
• 2.4 BOC調(diào)制技術(shù)18-22
• 2.4.1 BOC調(diào)制原理19
• 2.4.2 BOC調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生19-20
• 2.4.3 BOC調(diào)制信號(hào)的特性分析20-22
• 2.5 GPS信號(hào)22-25
• 2.5.1 GPS信號(hào)的構(gòu)成23-24
• 2.5.2 直接序列PRN碼的產(chǎn)生24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 導(dǎo)航信號(hào)解擴(kuò)碼波形分析與設(shè)計(jì)26-43
• 3.1 引言26-27
• 3.2 碼跟蹤環(huán)簡(jiǎn)介27-29
• 3.3 相關(guān)延時(shí)鎖定跟蹤環(huán)原理29-33
• 3.3.1 信號(hào)模型29-31
• 3.3.2 性能分析31-33
• 3.4 基于線性理論的解擴(kuò)碼波形設(shè)計(jì)33-35
• 3.4.1 擴(kuò)頻碼為任意波形時(shí)解擴(kuò)碼波形設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.2 克拉美羅限34
• 3.4.3 擴(kuò)頻碼波形分析34-35
• 3.5 GPS中M碼信號(hào)的解擴(kuò)碼波形設(shè)計(jì)35-36
• 3.6 仿真分析36-42
• 3.6.1 擴(kuò)頻碼為平方根升余弦碼36-40
• 3.6.2 擴(kuò)頻碼為GPS中的M碼40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 信號(hào)頻率估計(jì)算法研究43-57
• 4.1 引言43-44
• 4.2 基于DFT的頻率估計(jì)算法44-49
• 4.2.1 Jacobsen頻率估計(jì)算法45
• 4.2.2 Candan頻率估計(jì)算法45-46
• 4.2.3 傅里葉系數(shù)插值迭代頻率估計(jì)算法46-48
• 4.2.4 2N點(diǎn)DFT頻率估計(jì)算法48-49
• 4.3 基于DFT的信號(hào)頻率估計(jì)改進(jìn)算法49-51
• 4.3.1 改進(jìn)算法的主要思路49-50
• 4.3.2 改進(jìn)算法的描述50-51
• 4.3.3 算法分析51
• 4.4 性能仿真與復(fù)雜度分析51-56
• 4.4.1 性能仿真52-55
• 4.4.2 復(fù)雜度分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)破譯的仿真研究57-76
• 5.1 引言57
• 5.2 信號(hào)模型和PRN碼破譯57-60
• 5.2.1 GNSS信號(hào)模型57-60
• 5.2.2 PRN碼破譯原理60
• 5.3 北斗-M1導(dǎo)航信號(hào)的破譯60-75
• 5.3.1 去除載波61
• 5.3.2 整段數(shù)據(jù)和自身一小片段作相關(guān)卷積61-64
• 5.3.3 確定碼周期64
• 5.3.4 去除多普勒頻移使不確定度為碼速率的一半64-66
• 5.3.5 去除二次編碼66-67
• 5.3.6 多個(gè)周期的數(shù)據(jù)疊加以提高信噪比67-69
• 5.3.7 完全去除多普勒影響69-71
• 5.3.8 消除初始載波相位71-73
• 5.3.9 檢測(cè)PRN碼初始位置73
• 5.3.10 檢測(cè)出一個(gè)周期PRN碼73-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文80-81
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利81-82
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目82-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王智;高動(dòng)態(tài)多普勒條件下的擴(kuò)頻接收技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)分析與參數(shù)估計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：495469