衛(wèi)星弱信號(hào)捕獲技術(shù)研究
本文關(guān)鍵詞:衛(wèi)星弱信號(hào)捕獲技術(shù)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著人們對(duì)宇宙的好奇和國家對(duì)太空資源的重視和開發(fā),全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)正在蓬勃發(fā)展。在發(fā)展和探索的過程,研究人員不斷地解決問題。近年來,許多公司、高校以及研究機(jī)構(gòu)熱衷于衛(wèi)星弱信號(hào)的捕獲問題。本文就低信噪比下衛(wèi)星弱信號(hào)捕獲問題展開了研究。首先,介紹了全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)的結(jié)構(gòu)和發(fā)展?fàn)顩r。分析了當(dāng)前一些高校和研究機(jī)構(gòu)就低信噪比下弱信號(hào)捕獲問題研究動(dòng)態(tài),以及一些常用的弱信號(hào)捕獲算法。其次,分析了影響弱信號(hào)信道特性的主要因素。介紹了三種傳統(tǒng)捕獲算法的內(nèi)容及其優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)三種捕獲算法的算法復(fù)雜度和捕獲時(shí)間進(jìn)行了比較。分析了在不同信噪比情況下傳統(tǒng)算法的捕獲效果。在信噪比較高的條件下,傳統(tǒng)捕獲算法的效果能滿足通信最低要求。但是在低信噪比的情況下,傳統(tǒng)的捕獲算法的效果則不是很理想。再次,研究了三種基于累積技術(shù)對(duì)弱信號(hào)的捕獲方法,并分析了三種捕獲方法的性能增益。相干累積可以明顯提高系統(tǒng)的增益,但是會(huì)遇到比特翻轉(zhuǎn)問題。非相干累積雖然解決了數(shù)據(jù)位跳轉(zhuǎn)的問題,但是會(huì)造成平方損失。而差分相干則能平衡兩者之間的矛盾,是一種既能提高系統(tǒng)增益又不會(huì)產(chǎn)生平方損失的捕獲方法。然后,分析了匹配濾波器的相關(guān)概念,以及它在高斯白噪聲信道下的仿真效果。分析了PMF-FFT(Partial Matched Filters,PMF)的性能。為了提高PMF-FFT算法的處理增益,本文運(yùn)用了加窗方法。本文對(duì)PMF部分和FFT部分分別進(jìn)行加窗,提高了PMF-FFT算法的處理增益和檢測(cè)概率,降低了漏警概率。最后,研究了基于輔助信息捕獲弱信號(hào)的方法。利用輔助信息估算衛(wèi)星的多普勒頻移。通過估計(jì)的多普勒頻移,可以減小搜索范圍,降低捕獲時(shí)間。此外,還分析了利用慣性導(dǎo)航系來輔助信號(hào)捕獲,降低了捕獲時(shí)間,提高了捕獲精度。
【關(guān)鍵詞】:衛(wèi)星 弱信號(hào) 捕獲 相干 輔助捕獲
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN911.7
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-13
- 第一章 緒論13-18
- 1.1 研究背景和意義13-15
- 1.2 弱信號(hào)捕獲的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
- 1.3 主要研究內(nèi)容以及論文結(jié)構(gòu)16-18
- 第二章 弱信號(hào)的信道特性及捕獲原理18-32
- 2.1 引言18
- 2.2 弱信號(hào)的信道特性18-24
- 2.2.1 信號(hào)功率衰減18-19
- 2.2.2 陰影效應(yīng)19
- 2.2.3 多徑干擾19-21
- 2.2.4 多普勒效應(yīng)21-22
- 2.2.5 電離層閃爍22-23
- 2.2.6 互相關(guān)干擾影響23-24
- 2.3 捕獲理論24-31
- 2.3.1 串行搜索24-26
- 2.3.2 并行頻率搜索26-27
- 2.3.3 并行碼相位搜索27-28
- 2.3.4 捕獲算法對(duì)比28-30
- 2.3.5 捕獲性能指標(biāo)30-31
- 2.4 本章小結(jié)31-32
- 第三章 基于累積技術(shù)的弱信號(hào)捕獲32-50
- 3.1 引言32
- 3.2 相干積分32-38
- 3.2.1 相干積分原理32-36
- 3.2.2 檢測(cè)性能分析36-38
- 3.3 非相干累積38-41
- 3.4 差分相干41-48
- 3.5 三種累積算法的對(duì)比48-49
- 3.6 本章小結(jié)49-50
- 第四章 基于PMF-FFT的弱信號(hào)捕獲50-71
- 4.1 引言50
- 4.2 PMF-FFT介紹50-60
- 4.2.1 匹配濾波器的概念50-51
- 4.2.2 PMF-FFT算法51-55
- 4.2.3 檢測(cè)性能分析55-60
- 4.3 PMF-FFT算法改進(jìn)60-70
- 4.3.1 FFT部分改進(jìn)62-63
- 4.3.2 PMF部分改進(jìn)63-65
- 4.3.3 性能仿真分析65-70
- 4.4 本章小結(jié)70-71
- 第五章 基于輔助信息的弱信號(hào)捕獲71-84
- 5.1 引言71
- 5.2 基于輔助信息對(duì)多普勒的估計(jì)71-79
- 5.2.1 多普勒的原理71-74
- 5.2.2 多普勒頻移的估計(jì)74-79
- 5.3 慣性信息輔助的信號(hào)捕獲方法79-82
- 5.3.1 慣性信息輔助的信號(hào)捕獲原理79-80
- 5.3.2 慣性信息輔助GNSS信號(hào)捕獲仿真分析80-82
- 5.4 本章小結(jié)82-84
- 第六章 總結(jié)84-85
- 6.1 全文總結(jié)84
- 6.2 后續(xù)工作安排84-85
- 致謝85-86
- 參考文獻(xiàn)86-89
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果89-90
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本文編號(hào):500016
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