收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

卫星导航信号码跟踪精度研究

何在民  
【摘要】:全球导航卫星系统(GNSS)已成为一个国家的重要基础设施之一,对一个国家具有举足轻重的意义,世界主要航天大国都不惜巨资发展属于自己的卫星导航系统。目前,已建成和在建的GNSS有GPS、GLONASS、GALILEO和COMPASS。由这四大GNSS的信号体制参数可知,BOC(包括衍生的ALTBOC和MBOC信号)调制信号在GNSS中已被广泛地采用,而传统的PSK-R调制信号依然保留下来,因此,PSK-R和BOC调制信号同时存在的局面不可避免。伪距是卫星导航系统的基本观测量,伪距观测量的提取是通过码和载波的精确跟踪来实现的,因而,码和载波跟踪精度直接决定了伪距观测精度。码跟踪精度是导航信号体制设计中所必须考虑的关键指标,对码跟踪精度及其影响因素的研究具有重要意义,可为卫星导航系统接收终端的研发提供理论指导。 本论文以GNSS的PSK-R与BOC调制信号为对象,结合经典的功率谱密度、自相关函数及伪码跟踪等相关理论,对伪码跟踪精度及影响跟踪精度的外部因素和内在因素进行了深入地研究。分析的外部因素主要包括白噪声、高斯干扰、多径干扰及接收系统;而内在因素则主要从信号体制入手,着重研究子载波相位及恒包络互复用对码跟踪精度的影响。主要的研究内容包括: (1)系统地论述了信号功率谱密度及相关函数求解的通用理论。详细分析了PSK-R、BOC、ALTBOC和MBOC调制信号的功率谱密度和自相关函数,总结得到PSK-R与BOC调制信号的功率谱密度和自相关函数的特点。 (2)从定性和定量两个方面对伪码跟踪精度进行分析。定性分析主要是根据导航信号S曲线理论来判断码跟踪性能。定量分析是基于码跟踪处理的规范模型,利用导航信号的复基带表示,推导出白噪声及高斯干扰环境下的相干、非相干超前减滞后相关处理的SNIR和码跟踪均方根误差的解析表达式,SNIR和码跟踪均方根误差均可反映噪声、干扰对码跟踪精度的影响。基于码跟踪精度的理论成果,对白噪声、窄带干扰、高斯带限干扰以及匹配谱干扰的码跟踪精度进行了详细地研究。 (3)基于标准相关器,推导出伪码及载波相位多径误差的显式解析表达式,弥补了传统隐函数数值分析方法的不足,且显式解析表达式引入的误差足够小。考虑到多径环境与卫星仰角的变化对多径误差带来影响,在对统计信道模型进行详尽分析的基础上,提出了基于统计信道模型的显式解析表达式的多径误差分析方法,包括滑动平均多径误差包络、加权多径误差包络及加权多径误差包络的滑动平均三种评价方法,使得多径误差分析更加真实有效。 (4)提出了GNSS接收系统的载噪比计算模型,并对天线噪声温度、电缆插入损耗、噪声系数与等效噪声温度等进行了分析研究,提出了电缆插入损耗的线性化简化计算方法;在组件及各模块噪声系数与功率增益已知的情况下,依据噪声系数与等效噪声温度的定义,分析了整个接收系统的载噪比计算方法。文中主要从ADC量化、CIC抽取滤波、码时延与多普勒残留误差这四个方面来详细分析载噪比损失对码跟踪精度和误码率的影响。 (5)采用功率谱密度定义的方法,选取合适的任意相位子载波扩频符号波形分段形式的参数表示,在此基础上经过严格建模和推导,得到了任意相位子载波BOC调制信号的通用解析表达式。并选取两种典型的BOC调制信号进行分析,验证了通用解析表达式的正确性,总结得到一些重要结论。基于任意相位子载波功率谱密度解析表达式,对任意相位子载波调制信号所对应的Gabor带宽及所能达到的码跟踪误差下界进行了深入地研究。 (6)系统地阐述了Interplex与CASM这两种恒包络互复用方法的原理,并对其合成损耗进行定义。对恒包络互复用的实现及合成的功率谱密度进行了论述,给出了三信号与四信号互复用的实例。对恒包络互复用效率进行了分析,根据互复用效率可选择最佳的恒包络复用功率分配参数。提出了码跟踪误差相对信号载噪比变化率方法,可实现将恒包络互复用合成损耗归算到码跟踪均方根误差增量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李强;刘兵;李会锋;;基于伽利略系统的二进制偏移载波调制技术[J];计算机工程与应用;2007年33期
2 李强;刘兵;李会锋;;基于伽利略卫星导航系统的多径误差仿真[J];火力与指挥控制;2009年06期
3 李强;李会锋;刘兵;;混合二进制偏移载波调制技术[J];计算机仿真;2008年02期
4 范建军;雍少为;王飞雪;;基于卡尔曼滤波的多径误差消除及双频模糊度快速估计方法研究[J];电子与信息学报;2008年05期
5 薛元宏,郭飚;卫星导航监控系统通用平台的技术设计[J];物流技术;2004年05期
6 ;中国卫星导航运营商大会在深举行[J];卫星与网络;2011年07期
7 童铠;中国导航定位卫星系统的进展[J];中国航天;2002年08期
8 广南;Ella;;导航潮流 时尚之品——卡仕达CA722便携式导航试用报告[J];音响改装技术;2007年06期
9 ;第二届中国卫星导航学术年会(CSNC 2011)(第2号通知)[J];计算机工程与科学;2011年05期
10 ;共同的北斗,共同的梦想——北斗星通全面亮相第二届中国卫星导航学术年会[J];数字通信世界;2011年06期
11 张选国;要正确运用新闻背景材料[J];新闻与写作;1994年08期
12 黄云康;面向新世纪 努力促进卫星导航产业蓬勃发展——中国全球定位系统技术应用协会第二届理事会工作报告[J];全球定位系统;2004年01期
13 岳晓奎,袁建平,吴琼;伪卫星技术发展和应用综述[J];全球定位系统;2005年02期
14 刘向阳;;我国卫星导航产业发展综述[J];有线电视技术;2008年11期
15 ;第二届中国卫星导航学术年会(CSNC2011)(第2号通知)[J];全球定位系统;2011年02期
16 王志刚;;在协会成立十周年大会上的开幕词[J];全球定位系统;2005年06期
17 曹冲;电子地图业在卫星导航应用中的发展对策研究[J];地理信息世界;2004年04期
18 周富相;郑晓晶;;基于卡尔曼滤波的RAIM方案研究[J];无线电工程;2010年11期
19 许其凤;现代战争条件下的军事大地测量[J];信息工程大学学报;2000年04期
20 ;宇达电通[J];办公自动化;2007年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曲江华;袁洪;;基于通信卫星导航的搜救方案及快速定位算法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 周玉霞;;卫星导航应用的国家标准设想[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 刘家兴;;卫星信号功率与接收机测距精度关系研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 沙海;吕志成;张国柱;欧钢;;多系统卫星导航信号模拟源的系统结构与软件设计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 崔君霞;;卫星导航通信融合的现状及发展趋势[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S02卫星导航信号体制及兼容与互操作[C];2012年
6 宿晨庚;郭树人;;压缩感知在卫星导航中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 王宏兵;楚恒林;原亮;;导航卫星导航业务中断问题初步分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 原亮;楚恒林;王宏兵;顾青涛;赵伟;;卫星导航设备组合时延测试方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 庄春华;王礼亮;李腾;万家欢;;卫星导航信号模拟源时延精密测量方案与测试技术研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S06北斗/GNSS测试评估技术[C];2012年
10 ;BD2多模卫星导航系列芯片设计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何在民;卫星导航信号码跟踪精度研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2012年
2 冉一航;GNSS信号调制方式及频率兼容性研究[D];华中科技大学;2011年
3 孙莉;卫星导航简化分布式矢量天线抗干扰和多径抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 唐祖平;GNSS信号设计与评估若干理论研究[D];华中科技大学;2009年
5 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 范国清;高精度实时卫星导航仿真系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 张艳;提高舰载光电设备跟踪精度的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
8 李敏;卫星导航接收机数字波束形成关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 臧丽丽;Gabor框架和小波框架的必要条件和充分条件[D];南开大学;2010年
10 周艳玲;GNSS信号接收与波形技术研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁涛;基于并行Gabor滤波器的纹理分析[D];中原工学院;2011年
2 刘哲;卫星导航系统中抗多径算法性能分析与优化[D];国防科学技术大学;2011年
3 况伟;基于DCT的实值离散Gabor变换及其在雷达信号表示中的应用[D];安徽大学;2010年
4 张晓静;Wilson框架和Gabor框架的若干问题研究[D];河南大学;2010年
5 魏静;基于Gabor滤波器的掌纹识别方法研究[D];山西师范大学;2010年
6 王林;基于Gabor变换的木材表面缺陷识别方法的研究[D];东北林业大学;2010年
7 郑沁锋;基于Gabor滤波的虹膜识别研究[D];四川师范大学;2010年
8 苏滨;基于Gabor小波变换的掌纹特征提取算法研究[D];山东大学;2010年
9 刘莉;基于局部Gabor二值模式的戴眼镜人脸识别算法研究[D];北京工业大学;2010年
10 卢建云;基于Gabor小波与CS-LBP的人脸特征提取算法研究[D];重庆大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 文/史戍;卫星导航市场:谁来掘第一桶金?[N];计算机世界;2005年
2 本报驻日本记者 陈超;星光引路[N];科技日报;2007年
3 通讯员 罗建祥 记者 张丽辉;省卫星导航技术与装备工程技术研究中心通过验收[N];河北日报;2007年
4 李语实;跨国车企瞄上中国卫星导航市场[N];江苏经济报;2007年
5 记者 屈凌燕;国内推出首款手机卫星导航接收芯片[N];经济参考报;2008年
6 陈刚;“北斗”卫星导航 定位系统首次公展[N];中国航空报;2009年
7 徐建华;我国卫星导航产业急需国产芯片支持[N];中国质量报;2008年
8 ;卫星导航:中国奋起直追(上)[N];科技日报;2005年
9 徐超;卫通“激活”卫星导航行业市场[N];通信产业报;2007年
10 记者 杨麟 通讯员 王取发 鄢向红;长江行船步入卫星导航时代[N];湖北日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978