【摘要】：隨著我國(guó)自主研制的“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成功投入運(yùn)營(yíng),用戶設(shè)備部分即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的研制也蓬勃發(fā)展,其中信號(hào)捕獲是接收機(jī)研制過程中重要的一步。目前信號(hào)捕獲技術(shù)的研究主要集中于提高對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)捕獲速度方面,然而“北斗二代”B1I信號(hào)比特極性翻轉(zhuǎn)頻繁的特性和特殊的調(diào)制解調(diào)方式,使得針對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)捕獲算法無法直接應(yīng)用于北斗導(dǎo)航接收機(jī)中,因此研究適用于“北斗二代”B1I信號(hào)的捕獲技術(shù)對(duì)于北斗導(dǎo)航接收機(jī)的發(fā)展具有重要意義。論文對(duì)“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的整體架構(gòu)和采用的新型調(diào)制解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究,著重研究了“北斗二代”衛(wèi)星信號(hào)的結(jié)構(gòu)和特性并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,針對(duì)“北斗二代”B1I信號(hào)進(jìn)行了二次編碼導(dǎo)致比特極性翻轉(zhuǎn)頻繁影響捕獲結(jié)果的問題,設(shè)計(jì)了在相關(guān)值計(jì)算過程中短時(shí)間相關(guān)累積的方法來避免二次編碼對(duì)捕獲的影響。在研究了衛(wèi)星信號(hào)捕獲原理和傳統(tǒng)時(shí)域串行相關(guān)捕獲算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)該捕獲速度較慢的問題,論文設(shè)計(jì)了適用于“北斗二代”B1I衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)域并行搜索捕獲算法,并對(duì)該算法進(jìn)行性能分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該算法的平均捕獲時(shí)間為1.31s,其捕獲速度更快、性能更優(yōu)。結(jié)合離散傅里葉變換可以將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域的特點(diǎn),在載波多普勒搜索過程中,通過分析衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過離散傅里葉變換后的頻譜特性得到載波多普勒估計(jì)值,結(jié)合硬件資源消耗和離散傅里葉變換的快速算法,論文設(shè)計(jì)了頻域并行碼相位分段相關(guān)搜索捕獲算法,以軟件接收機(jī)的形式通過捕獲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的正確性和快速性。論文在FPGA+DSP的導(dǎo)航接收機(jī)開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了時(shí)域并行捕獲算法,并使用“北斗二代”衛(wèi)星信號(hào)模擬器產(chǎn)生的模擬信號(hào)作為輸入,對(duì)捕獲系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試,驗(yàn)證了硬件設(shè)計(jì)的正確性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)“北斗二代”B1I信號(hào)的較快速捕獲。
【圖文】：

需要進(jìn)行定位時(shí)必須發(fā)出信號(hào)的有源定位模式更隱蔽性的軍事領(lǐng)域之中。和科研能力的大步提升，“北斗一代”衛(wèi)星導(dǎo)航系劣勢(shì)越發(fā)明顯。為了能夠早日實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星導(dǎo)航 4 月，我國(guó)發(fā)射了第一顆二代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，標(biāo)臨[13]。2012 年 12 月正式發(fā)布了《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航I（1.0 版）》，至此，定位精度 10m、測(cè)速精度 0.2系統(tǒng)正式為用戶提供定位、導(dǎo)航、授時(shí)和短文播報(bào)開服務(wù)性能規(guī)范（1.0 版）》和《北斗系統(tǒng)空間信文件的公布，“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精 ~180 ，北緯55 ~南緯55 。2016 年 6 月 12 日 2在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，完成在軌測(cè)試、入網(wǎng)正式為用戶提供服務(wù)[14]。第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)，同時(shí)進(jìn)一步提高了該導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性，增導(dǎo)航事業(yè)正在向“更快、更高、更強(qiáng)”的目標(biāo)大步

二代”衛(wèi)星信號(hào)與 GPS 衛(wèi)星信號(hào)的主要區(qū)別包括以下三個(gè)方面：二者采信號(hào)結(jié)構(gòu)不同；“北斗二代”衛(wèi)星信號(hào)還進(jìn)行了二次編碼。這三方面法直接應(yīng)用于“北斗二代”衛(wèi)星信號(hào)的原因，本章針對(duì)這三個(gè)方面對(duì)“開研究。斗二代”導(dǎo)航系統(tǒng)中的 QPSK 調(diào)制技術(shù)二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)播發(fā) B1、B2 和 B3 三個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)，其中 B1 信位服務(wù)，，B1 頻段信號(hào)包括 I（同相）、Q（正交相）兩個(gè)支路。論文研的 I 支路即開放服務(wù)支路，由于 Q 支路是授權(quán)服務(wù)支路，不在論文研星導(dǎo)航系統(tǒng)播發(fā)的 B1I 信號(hào)的載波頻率為 1561.098MHz，采用的復(fù))。正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制技術(shù)的信息速率和頻譜效率是二相相移鍵倍[31]，并且其需要的信道帶寬更小，所以“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。信號(hào)捕獲過程中的解調(diào)過程需要根據(jù) QPSK 調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)PSK 調(diào)制技術(shù)�！氨倍范毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)的傳輸過程如圖 2.1 所
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN967.1

【參考文獻(xiàn)】

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6 劉天e

本文編號(hào)：2582839