發(fā)布時(shí)間：2017-03-25 13:08

  本文關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星信號(hào)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(shí)段所有地區(qū)的覆蓋。與北斗一代系統(tǒng)相比北斗二代無(wú)源定位導(dǎo)航系統(tǒng)是國(guó)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(shí)段定位導(dǎo)航系統(tǒng),為我國(guó)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(shí)服務(wù)。作為全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)之一,與美國(guó)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(jì)規(guī)劃計(jì)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(shí)等服務(wù)。衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn),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(hào)即可完成定位;由于采用無(wú)源方式,定位導(dǎo)航用戶數(shù)量不受限制,可同時(shí)提供成千上萬(wàn)的用戶同時(shí)完成定位導(dǎo)航服務(wù);但是惡劣的信號(hào)環(huán)境對(duì)信號(hào)接收提出新的要求,能否在惡劣環(huán)境中成功的接收信號(hào)并順利完成信號(hào)的后續(xù)處理至關(guān)重要,因此有必要深入研究完善信號(hào)的接收與處理過(guò)程。目前研究熱點(diǎn)主要集中于中頻信號(hào)的基帶處理過(guò)程中,其中主要包括信號(hào)的快速捕獲、信號(hào)的穩(wěn)定跟蹤、位置信息的精確解算。其中信號(hào)的捕獲作為基帶信號(hào)處理的首要階段,其捕獲結(jié)果將直接影響接收機(jī)的信號(hào)接收性能,因此開展信號(hào)捕獲的深入研究,增強(qiáng)信號(hào)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(jī)研制項(xiàng)目,主要研究接收機(jī)的信號(hào)捕獲過(guò)程。首先對(duì)我國(guó)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(kuò)頻通信的基本原理以及導(dǎo)航定位原理。再次,詳細(xì)描述北斗信號(hào)中的二次編碼,對(duì)其性能進(jìn)行分析,著重闡述二次編碼導(dǎo)致的相關(guān)損失。針對(duì)二次編碼存在的問(wèn)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(guò)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(gè)NH碼周期上進(jìn)行并行捕獲從而延長(zhǎng)相干積分時(shí)間提高微弱信號(hào)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(shí)間不再局限在一個(gè)PRN碼周期內(nèi)而是擴(kuò)展到幾個(gè)周期,在提高了捕獲靈敏度的同時(shí)算法復(fù)雜度降低。而且為了在信號(hào)足夠強(qiáng)的情況下減少捕獲時(shí)間,算法可采用大頻偏搜索步長(zhǎng)先捕獲PRN碼相位而后進(jìn)行二次編碼的精細(xì)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(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)仿真證明算法的性能,并通過(guò)實(shí)地采集中頻信號(hào),在基于Matlab的軟件接收機(jī)上成功進(jìn)行信號(hào)的捕獲,驗(yàn)證了算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：北斗 接收機(jī) 二次編碼 捕獲
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(shì)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(kuò)頻通信基礎(chǔ)理論20-21
• 2.1.1 擴(kuò)頻通信的基本概念20
• 2.1.2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)20-21
• 2.1.3 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)21
• 2.2 北斗導(dǎo)航信號(hào)21-23
• 2.2.1 北斗信號(hào)表達(dá)21-22
• 2.2.2 北斗導(dǎo)航信號(hào)的擴(kuò)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(hào)捕獲模型26-40
• 3.1 北斗導(dǎo)航信號(hào)捕獲原理26-27
• 3.2 北斗信號(hào)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(bǔ)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(zhǔn)則38-39
• 3.5.1 二次編碼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則38
• 3.5.2 接收算法設(shè)計(jì)準(zhǔn)則38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 北斗信號(hào)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(shí)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(jìn)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(shí)驗(yàn)仿真56-72
• 5.1 中頻信號(hào)的獲取56-61
• 5.1.1 中頻信號(hào)采樣器56-58
• 5.1.2 采集中頻信號(hào)58-61
• 5.1.3 格式變換與存儲(chǔ)61
• 5.2 軟件接收機(jī)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(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士期間參與項(xiàng)目、發(fā)表文章及專利80

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