【摘要】：新型信號調制方式-二進制偏移載波(Binary Offset Carrier-BOC)及其衍生類的調制方式使不同國家或組織的衛(wèi)星導航系統(tǒng)實現(xiàn)了導航頻帶共享,并改進了衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度與抗干擾能力,對促進新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)的廣泛應用與快速發(fā)展具有重要意義。但是傳統(tǒng)GNSS接收機直接用于BOC調制信號的捕獲跟蹤時,可能產生幾米到幾十米的同步模糊問題,且多徑干擾的存在也會嚴重影響接收機的定位精度,因此需要針對BOC調制信號研究無模糊同步方法及多徑干擾抑制技術。同時,由于衛(wèi)星信號的脆弱性,GNSS接收機易于受到各種有意、無意的干擾�？諘r抗干擾技術由于其良好的干擾抑制性能受到廣泛關注,但會使GNSS接收機產生額外的定位偏差,因此無偏差空時干擾抑制算法的研究是現(xiàn)階段的研究熱點。此外,隨著欺騙干擾對GNSS接收機的威脅日漸突出,欺騙干擾的有效檢測與抑制技術是現(xiàn)階段需要解決的又一關鍵問題。論文針對上述問題開展BOC調制信號同步與干擾抑制技術研究,主要研究工作如下:針對BOC調制信號的捕獲模糊問題,論文首先從傳統(tǒng)接收機捕獲原理出發(fā),指出BOC調制信號相關函數(shù)的多峰結構是引起捕獲模糊的主要原因,進而以更加一般化的多級碼片波形調制信號為研究對象導出了多級碼片波形信號與BOC調制信號的互相關函數(shù)表達式,通過分析互相關函數(shù)性質給出了合成相關函數(shù)邊峰抑制方法的一般思路。其次,針對傳統(tǒng)檢測統(tǒng)計量直接應用于BOC調制信號時出現(xiàn)多個能量峰的問題,論文從能量檢測與負能量無關這一基本原則出發(fā),結合導出的互相關函數(shù)性質提出了一種無模糊檢測統(tǒng)計量設計方法,并推導出對應的本地擴頻調制信號波形。最后,針對提出的本地調制信號波形設計了相應的快速實現(xiàn)結構,用門控積分運算器代替本地擴頻符號調制器簡化了捕獲電路結構,有利于算法的快速實現(xiàn)。為了有效解決BOC信號的跟蹤模糊與多徑抑制問題,論文通過分析BOC調制信號的鑒相曲線,指出消除BOC信號相關函數(shù)邊峰或者重新設計無模糊鑒相曲線是解決BOC信號跟蹤模糊問題的潛在方案。針對傳統(tǒng)無模糊跟蹤算法在多徑抑制方面的不足,指出通過直接設計無模糊鑒相曲線可以同時達到模糊消除和多徑抑制的目的�；诙鄰秸`差產生機理,論文首先設計出一種以多徑抑制為目的的無模糊鑒相曲線,然后以該鑒相曲線為參考,利用最小二乘方法求出構成本地多級碼片波形的最優(yōu)權矢量。目標鑒相曲線被設計成兩路不同本地信號與接收信號相關函數(shù)乘積的形式,消除了載波跟蹤誤差對該鑒相器的影響,提高了跟蹤環(huán)路的穩(wěn)健性。在BOC調制信號的空時自適應抗干擾技術研究中,針對傳統(tǒng)空時自適應干擾抑制算法直接應用于具有裂譜特性的寬帶BOC調制信號時出現(xiàn)的陣列輸出信號功率下降及信號失真問題,提出了基于空時導向矢量重構的寬帶空時自適應干擾抑制算法。提出的算法以BOC信號主瓣頻率及主瓣帶寬為參考設計空時濾波器通帶,有效解決了期望信號能量損失與信號失真問題。針對空時濾波器引起的GNSS接收機定位偏差問題,論文以空時導向矢量重構為基礎,通過設計參考空時導向矢量,提出了一種基于最小方差無失真響應準則的空時自適應干擾抑制算法,提出的算法以僅消耗一個空時抗干擾自由度為代價,使得到的空時結構等效FIR濾波器關于中心抽頭共軛對稱,成功解決了系統(tǒng)傳遞函數(shù)非線性引起的定位偏差問題。在欺騙干擾的檢測與抑制方法研究中,針對傳統(tǒng)欺騙干擾檢測方法實現(xiàn)難度大,適用范圍有限,代價高且不能進行干擾抑制的缺點,提出了基于波束空間DOA估計與信號功率估計、信號互相關峰監(jiān)測的聯(lián)合檢測與抑制方法。該方法根據(jù)接收機所處的應用平臺及實際場景合理規(guī)劃期望空間,通過波束空間變換對其他空間干擾信號進行有效壓制,利用波束空間DOA估計得到期望空間內信號源的方向,通過計算、比較各信號源的信噪比,并對信號源之間的互相關峰進行監(jiān)測可有效判定欺騙干擾的存在,最后通過斜投影運算提取欺騙干擾并將其從波束空間數(shù)據(jù)中剔除,達到干擾抑制的目的。
【圖文】：

BPSK調制Fig.2.1WaveformsforBPSKmodul

BPSK 調制信號與多級碼片調制信號的歸一化功率譜密度zed power spectral density of BPSK modulated signal and multilevelmodulation signal的調制原理與數(shù)學表示傳統(tǒng) BPSK 調制的基礎上，對 PRN 碼序列與正、余弦符號函數(shù)得到的。BOC 調制信號通常表示成( )scBOC f, f的形式，其中fs0nfc= 為擴頻碼對應的頻率，0f 為基準參考頻率且 f 1.023MH0= 示形式為 BOC (m , n)。圖 2.3 給出了 BOC 信號的生成過程。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN967.1

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