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新一代卫星导航信号的同步新机理研究

刘芳  
【摘要】: 卫星导航系统是实现全球、全天候、实时、连续导航定位的高精度导航系统。为了满足系统抗干扰、可扩展和可用性等方面的要求,卫星导航系统(如GPS、Galileo)相继提出或使用了新一代信号。相应地,对新的调制、扩频及频段的卫星信号同步处理方法的研究已成为热点问题。 本论文在分析导航信号捕获及跟踪技术研究现状及发展趋势的基础上,重点对新一代卫星导航信号同步新机理进行了研究,其主要创新性工作及研究成果如下: (1)针对新体制卫星导航信号的快速同步捕获需求,提出了一种新的长周期/非周期伪码信号高精度快速直捕算法(HPFA)。该算法可以达到快速直接捕获的目的,其处理速度、搜索范围、直捕精度优于现有的XFAST算法及均值算法。 (2)针对TDDM、BOC调制技术的信号捕获难的问题,在系统地分析现有方法特点的基础上,提出了一种三步直接捕获算法(3SDA)。分别从相关峰值、捕获效率、信噪比容限、抗干扰性方面进行了仿真实验,结果表明该算法不但可以合理地达到伪码捕获及载波捕获的目的,而且可以以较高的精度输出电文的反转位置。 (3)考虑常规延迟锁定环实现BOC调制信号的错锁特性,提出了一种改进的BOC调制信号高效跟踪方法。该方法不但可以达到主峰提取及相位锁定的目的,而且可以对载波频率进行动态跟踪,同时正确地输出基带电文。 (4)针对多模态同步接收的潜在需求,提出了方法选择、流程选择、多门限判决三种控制策略。在综合考虑处理速度、处理精度、资源利用率、处理复杂度等因素的基础上,构建了一种可重构的多模态信号同步接收控制方案。 论文最后对所作研究工作进行了总结,并指出了进一步的研究方向。


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