本文關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星信號捕獲關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是目前世界上四大定位導(dǎo)航系統(tǒng)之一,它能夠?qū)崿F(xiàn)全天全時段所有地區(qū)的覆蓋。與北斗一代系統(tǒng)相比北斗二代無源定位導(dǎo)航系統(tǒng)是國家戰(zhàn)略發(fā)展的重要一步。北斗系統(tǒng)以亞太地區(qū)為中心逐漸發(fā)展為全球覆蓋的全時段定位導(dǎo)航系統(tǒng),為我國軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、交通等行業(yè)發(fā)展提供良好的定位導(dǎo)航以及授時服務(wù)。作為全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)之一,與美國的GPS系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)并駕齊驅(qū)。根據(jù)設(shè)計規(guī)劃計劃,到2020年將建成并覆蓋全球,為全世界用戶提供全天候的定位、導(dǎo)航、授時等服務(wù)。衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點顯而易見,主要有:定位導(dǎo)航不受地域位置的限制,只要能接收到衛(wèi)星信號即可完成定位;由于采用無源方式,定位導(dǎo)航用戶數(shù)量不受限制,可同時提供成千上萬的用戶同時完成定位導(dǎo)航服務(wù);但是惡劣的信號環(huán)境對信號接收提出新的要求,能否在惡劣環(huán)境中成功的接收信號并順利完成信號的后續(xù)處理至關(guān)重要,因此有必要深入研究完善信號的接收與處理過程。目前研究熱點主要集中于中頻信號的基帶處理過程中,其中主要包括信號的快速捕獲、信號的穩(wěn)定跟蹤、位置信息的精確解算。其中信號的捕獲作為基帶信號處理的首要階段,其捕獲結(jié)果將直接影響接收機的信號接收性能,因此開展信號捕獲的深入研究,增強信號捕獲模塊的性能顯得尤為重要。本文基于北斗導(dǎo)航接收機研制項目,主要研究接收機的信號捕獲過程。首先對我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)做了介紹。其次,介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航的理論基礎(chǔ)、擴頻通信的基本原理以及導(dǎo)航定位原理。再次,詳細描述北斗信號中的二次編碼,對其性能進行分析,著重闡述二次編碼導(dǎo)致的相關(guān)損失。針對二次編碼存在的問題,提出兩種不同的捕獲算法:串并結(jié)合捕獲和基于二次編碼的二次捕獲。串并結(jié)合算法通過在PRN碼周期范圍內(nèi)串行搜索得到PRN碼相位和多普勒頻偏,而后在整個NH碼周期上進行并行捕獲從而延長相干積分時間提高微弱信號的捕獲能力,在復(fù)雜度合理上升的情況下提高捕獲增益�；诒倍贩謱泳幋a結(jié)構(gòu)的二次捕獲算法充分利用二次編碼的特性搜索PRN碼和NH碼的碼相位和多普勒頻偏。積分時間不再局限在一個PRN碼周期內(nèi)而是擴展到幾個周期,在提高了捕獲靈敏度的同時算法復(fù)雜度降低。而且為了在信號足夠強的情況下減少捕獲時間,算法可采用大頻偏搜索步長先捕獲PRN碼相位而后進行二次編碼的精細搜索。文章首先推導(dǎo)了以上算法理論上的優(yōu)越性,而后經(jīng)過一系列的實驗仿真證明算法的性能,并通過實地采集中頻信號,在基于Matlab的軟件接收機上成功進行信號的捕獲,驗證了算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：北斗 接收機 二次編碼 捕獲
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 課題背景與意義16
• 1.2 捕獲算法發(fā)展趨勢16-18
• 1.3 研究工作的主要內(nèi)容和安排18-20
• 第二章 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)概述20-26
• 2.1 擴頻通信基礎(chǔ)理論20-21
• 2.1.1 擴頻通信的基本概念20
• 2.1.2 擴頻通信系統(tǒng)的主要特點20-21
• 2.1.3 直接序列擴頻系統(tǒng)21
• 2.2 北斗導(dǎo)航信號21-23
• 2.2.1 北斗信號表達21-22
• 2.2.2 北斗導(dǎo)航信號的擴頻序列22-23
• 2.3 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 北斗信號捕獲模型26-40
• 3.1 北斗導(dǎo)航信號捕獲原理26-27
• 3.2 北斗信號二次編碼和位翻轉(zhuǎn)27-33
• 3.2.1 北斗二次編碼結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2.2 二次編碼性能分析29-33
• 3.3 二次編碼導(dǎo)致相關(guān)損失33-35
• 3.4 現(xiàn)有解決方法35-38
• 3.4.1 補零法35-36
• 3.4.2 樹形算法36-37
• 3.4.3 類相干積分37-38
• 3.5 相關(guān)準則38-39
• 3.5.1 二次編碼設(shè)計準則38
• 3.5.2 接收算法設(shè)計準則38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 北斗信號捕獲算法40-56
• 4.1 串并結(jié)合捕獲40-45
• 4.1.1 算法原理與實現(xiàn)41-43
• 4.1.2 性能分析與仿真43-45
• 4.1.3 算法的不足45
• 4.2 基于二次編碼的二次捕獲45-54
• 4.2.1 算法描述46-47
• 4.2.2 性能分析47-49
• 4.2.3 算法仿真49-54
• 4.2.4 算法的不足及改進方向54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第五章 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)捕獲的實驗仿真56-72
• 5.1 中頻信號的獲取56-61
• 5.1.1 中頻信號采樣器56-58
• 5.1.2 采集中頻信號58-61
• 5.1.3 格式變換與存儲61
• 5.2 軟件接收機捕獲61-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士期間參與項目、發(fā)表文章及專利80

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本文編號：267241