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《中国科学院研究生院(国家授时中心)》 2002年
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低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究

刘军  
【摘要】: 本文主要从低频时码授时系统工程理论与实践的角度出发,重点研究了目前低频授时工程中遇到的若干理论与实际问题,包括低频天地波综合覆盖范围预测,优化、升级系统配置参数和结构以及高精度、数字化低频时码定时终端的设计要点。作者所做工作及主要成果如下: (1)首先对低频授时信号天地波干涉问题进行了研究。地波信号场强和时延的计算根据经典理论和3262工程的实测参数获得,计算结果可靠;在充分考虑地磁场、低电离层电子浓度和碰撞频率在高度方向上的不均匀性、地面电特性分段不均匀性、大气折射等物理条件下,采用“全波理论”解决了天波的理论预测问题。在此基础上,建立了天地波干涉现象的数学模型,给出了系统工程中授时信号天地波综合覆盖图。为了解决天地波干涉造成的信号衰落,给出了自适应均衡的解决方案。 (2)对低频天波传播几何参量进行了深入分析,将大气折射率三段模型引入几何参量的计算,并将大气折射数学模型从50公里高度扩展到90公里高度范围;计算出天线背景因子在照明区、半影区和深影区的出射角分界线,得到Airy函数大宗量与小宗量的分割值。 (3)根据通信基带信号分析理论,对低频时码信号的频谱进行了研究,给出了实际信号的解析表达,对其频谱进行了分析。 (4)为了实现低频时码授时系统的高精度定时,提出在ASK调制基础上组合扩频调制技术,给出了可行的组合调制方案,并就相关接收式低频时码接收机的设计进行了研究,研究结果表明,使用附加扩频调制,可实现微妙量级的定时精度。 (5)扩频调制的关键技术之一是伪随机序列的产生方法,作者从工程实用的角度对其理论推导、参数选取、实现手段进行了研究。 (6)作者提出低频时码信号的正交扫描解调技术,从理论上分析了正交扫描原理和实现方法,并进行了仿真测试;根据正交解调原理,采用DSP技术实现了低频时码接收机的数字化改进,为高精度低频时码接收机的研制打下基础。 (7)用DSP实现低频时码信号的解调和处理,关键是软件算法的设计,作者采用同步与解调算法,在解调的同时实现同步,极大的节约了DSP的资源,为DSP 完成均衡、滤波等信号处理预留了空间。 (8)为了实测低频时码信号的覆盖情况,自主研制了低频时码信号测量仪。 经实际外场测试表明,本机性能可靠、稳定。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(国家授时中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P127

【引证文献】
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2 李国栋;基于FPGA的低频时码数字接收机设计与实现[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2007年
3 刘智芳;虚拟仪器技术在低频时码授时信号测量与监测中的应用研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2007年
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5 刘小花;基于FPGA的便携式BPC定时接收机设计与实现[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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2 景旭文;基于数据挖掘的动态全息产品概念设计理论与方法研究[D];东南大学;2005年
3 冯平;低频时码系统附加扩频授时研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
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【二级引证文献】
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1 刘军;低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2002年
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3 詹伟达;大功率、高速率电光调制技术研究[D];长春理工大学;2011年
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2 白燕;低频时码接收的DSP实现以及改进低频定时的研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2003年
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4 任雨苗;临近空间测控通信系统调制技术研究及仿真验证[D];西安电子科技大学;2011年
5 贾蕾;OFDM系统自适应信道及比特分配与信道估计问题的研究[D];天津大学;2005年
6 李伟;圆极化宽频带微带天线设计[D];西安理工大学;2010年
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