北斗導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究
本文選題:B1信號(hào) + 數(shù)據(jù)處理 ; 參考:《中國(guó)民航大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:導(dǎo)航電文作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的關(guān)鍵要素,也是導(dǎo)航定位的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)以廣播的形式播發(fā)導(dǎo)航電文,并向用戶(hù)提供定位、授時(shí)、測(cè)速以及輔助衛(wèi)星信號(hào)捕獲所必需的數(shù)據(jù)信息。為盡可能達(dá)到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最佳導(dǎo)航定位性能,需要針對(duì)北斗系統(tǒng)播發(fā)的基本導(dǎo)航電文信息的內(nèi)容、導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理方法和使用問(wèn)題進(jìn)行研究探討,并通過(guò)構(gòu)建專(zhuān)用的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理算法的驗(yàn)證。本課題以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在實(shí)際工程的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),對(duì)北斗系統(tǒng)導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)方法與流程進(jìn)行研究和分析。主要的研究?jī)?nèi)容包含以下幾方面:1.詳細(xì)介紹了從原始衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)處理到獲得最終導(dǎo)航數(shù)據(jù)碼序列需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題,并對(duì)數(shù)據(jù)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)及核心算法進(jìn)行深入研究和分析。針對(duì)實(shí)際采集的北斗B1頻點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)特點(diǎn),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣處理,減少數(shù)據(jù)運(yùn)算量,提高運(yùn)算速度。提出一種北斗衛(wèi)星信號(hào)載波頻率精確估計(jì)策略,該算法能有效提高北斗衛(wèi)星信號(hào)載波頻率估計(jì)精度,而且捕獲快速、可靠,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。在數(shù)據(jù)的跟蹤處理過(guò)程中,對(duì)比分析了載波環(huán)路的鎖頻環(huán)、鎖相環(huán)和測(cè)距碼跟蹤環(huán)的多種鑒別方法。依據(jù)實(shí)際應(yīng)用,結(jié)合所采集的北斗信號(hào)數(shù)據(jù)特性,選取最優(yōu)方案,驗(yàn)證所選取跟蹤環(huán)路方案的良好工作性能。對(duì)跟蹤處理后解調(diào)輸出的數(shù)據(jù)完成同步處理,然后按照北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件(BDS-SIS-ICD-2.0)進(jìn)行導(dǎo)航數(shù)據(jù)參數(shù)的提取。同時(shí),對(duì)比分析了北斗與同類(lèi)型GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作性能。2.基于對(duì)北斗導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的深入分析與研究,構(gòu)建導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件平臺(tái),該軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)北斗和GPS的兼容互操作,對(duì)北斗B1和GPS L1頻點(diǎn)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行捕獲、跟蹤、位同步、子幀同步和導(dǎo)航電文解碼等數(shù)據(jù)處理。利用實(shí)際采集的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證了該北斗導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)方案的有效性和可行性。
[Abstract]:As a key element of satellite navigation system, navigation message is also the data base of navigation and positioning. The system broadcasts navigation messages and provides users with the necessary data information for positioning, timing, speed measurement and satellite signal acquisition. In order to achieve the best navigation and positioning performance of Beidou satellite navigation system as far as possible, it is necessary to study and discuss the content of the basic navigation message information broadcast by Beidou system, the method of navigation data processing and the problems of its use. The algorithm of navigation message data processing is verified by building a special software system. Based on the application of Beidou navigation system in practical engineering, this paper studies and analyzes the key technology and flow of navigation message data processing in Beidou system. The main research contents include the following aspects: 1. The key problems that need to be solved from the original satellite signal data processing to the final navigation data code sequence are introduced in detail, and the research and analysis of each link and the core algorithm of the data processing are carried out in depth. According to the characteristics of the Beidou B1 frequency signal data collected in practice, the data is decimated to reduce the amount of data operation and improve the operation speed. An accurate carrier frequency estimation strategy for Beidou satellite signal is proposed. The algorithm can effectively improve the accuracy of carrier frequency estimation of Beidou satellite signal, and the acquisition is fast, reliable and easy to implement. In the process of data tracking, the identification methods of carrier loop frequency locking loop, phase locked loop and ranging code tracking loop are compared and analyzed. According to the practical application and the characteristics of the collected Beidou signal, the optimal scheme is selected to verify the good performance of the selected tracking loop scheme. The data of demodulation output after tracking is processed synchronously, and then the parameters of navigation data are extracted according to the spatial signal interface control file BDS-SIS-ICD-2.0 of Beidou Satellite Navigation system. At the same time, the performance of Beidou GPS navigation data processing system is compared with that of the same type GPS navigation data processing system. Based on the deep analysis and research on the key technology of Beidou navigation message data processing, the software platform of navigation message data processing system is constructed. The software system can realize the compatible interoperation between Beidou and GPS. The acquisition, tracking, bit synchronization, sub-frame synchronization and navigation message decoding of the Beidou B1 and GPS L1 satellite signals are processed. The software system is tested by using the actual satellite signal data, and the validity and feasibility of the scheme are verified.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:TN967.1
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,本文編號(hào):2004754
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