抗干扰卫星导航接收机关键技术研究
[Abstract]:As an important part of satellite navigation system, satellite navigation receiver is the key to promote the marketization and industrialization of navigation system. With the implementation of Beidou's second generation of globalization strategy and the increasingly fierce competition in the field of international satellite navigation, China's satellite navigation industry is facing enormous challenges. Under the current situation, focusing on the development trend and actual demand of Beidou satellite navigation system, the key technology of receiver adapted to the current spread spectrum navigation system is studied. The design has low complexity and high sensitivity. The satellite navigation receiver with high dynamic and strong anti-jamming capability will lay a good foundation for the upgrading of the Beidou satellite navigation system and the research and development of the products, thus speeding up the industrialization process of the Beidou satellite navigation system. Promoting its healthy and sustainable development plays an important role. In this paper, the key technologies of navigation satellite receiver are studied in depth, including interference detection, pseudo code acquisition and carrier tracking. The main work and innovative results of this paper include: 1. 1. Aiming at the parameter estimation of frequency sweep interference in strong noise background, a quadratic estimation algorithm for sweep interference parameters based on mixed coherent cumulation and partial matched filter fast Fourier transform is proposed. Search interval compression and resource reuse are realized by using hybrid coherent accumulation structure and pipeline design. The computational complexity and resource consumption of the algorithm are greatly reduced by 0.2 when the estimation performance is close to the Clemero bound. A parameter optimization method based on the traditional time-domain matching average period diagram algorithm is proposed for acquisition of coherent DSSS signals in high dynamic and low SNR environments. On the premise of satisfying the requirement of system acquisition, the algorithm achieves the lowest computational complexity. On this basis, the method of frequency approximation and piecewise compensation is used to improve the algorithm, and a piecewise shift average period graph algorithm is proposed. The algorithm adjusts the initial frequency offset of each time window to near zero by using the frequency relation between the data segments and the rotational shift characteristic of the FFT operation. On the basis of no loss of capture performance, the estimation accuracy is improved effectively and the computational complexity is greatly reduced. A region parallel block acquisition algorithm is proposed for acquisition of incoherent DSSS signals in low SNR environment. By estimating the existing range of modulation data offset and abandoning the non-effective data segment which may contain data jump, the algorithm eliminates the influence of incoherent data bit on the acquisition performance with less estimation branch. The computational complexity is set as the objective function, and all the key parameters of the algorithm are jointly optimized under system constraints by using the cut plane method, so that the algorithm can maintain lower computational complexity and higher estimation accuracy under low signal-to-noise ratio (SNR). Aiming at the problem of data modulation carrier tracking in high dynamic environment, a nested adaptive Kalman filter carrier tracking algorithm is proposed. According to the relative motion of navigation satellite and receiving terminal, the current statistical model is combined with Kalman filter. Based on the correlation of acceleration of maneuvering target, the probability distribution of acceleration at current moment is determined by using the prediction of relative acceleration at the last moment as the mean value of the modified Rayleigh distribution. Then the corresponding nested adaptive Kalman filter parameters are selected according to the probability distribution to track the target adaptively. Compared with the extended Kalman filtering algorithm, the proposed algorithm greatly improves the robustness and accuracy of high dynamic data modulation carrier phase tracking without increasing the resource consumption.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P228.4
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,本文编号:2201494
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