CAPS系统信号体制问题的若干研究

发布时间：2017-07-27 13:30

  本文关键词：CAPS系统信号体制问题的若干研究

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【摘要】：在全球卫星导航系统GNSS(Global Navigation Satellite System，GNSS)发展方兴未艾的今天，如何给用户提供更精准的位置服务，即如何实现高精度导航，是包括GPS(Global Positioning System)在内的各大导航系统所追求的目标，实现高精度导航，对于军事或者民用领域都有着十分重要的意义。 2002年，以艾国祥院士为首的中国科学家利用在天文学研究中长期积累的卫星动力学，时间保持、传递和同步，以及信号被动接收和弱信号检测等方面的优势，解决了卫星导航中存在的关键技术难点，提出了基于通信卫星的转发式导航系统的原理方案——CAPS(Chinese Area Positioning System)。如今历经十多年的发展，该系统的研究人员正在朝着为用户提供高精度的位置服务的目标而奋斗。 为了更进一步提升CAPS系统测距性能，本文从优化信号扩频码的角度入手，针对CAPS系统采用C频段载波，干扰较少，以及卫星转发器频率资源丰富等特点，提出了在CAPS系统中采用码速率为20MHz的扩频码，即超宽频码的构想，本项工作从频谱及相关函数特性、噪声精度、抗干扰性能、抗多径性能、以及群时延等方面对这种新码进行了研究和评估。 研究表明，相比码速率为1.023MHz的GPSC/A码、码速率为10.23MHz的CAPS短精码，超宽频码具有良好的功率谱密度波形以及相关函数波形，，更高的抗噪声性能，更好的抗干扰性能，以及更优的抗多径性能。考虑到该码受群时延影响较为严重，本文就其所存在的这一问题——受群时延影响严重，提出了针对性的优化方案。
【关键词】：全球卫星导航系统(GNSS) 中国区域定位系统(CAPS) 高精度定位 测距码 频谱 相关函数 噪声精度 抗干扰性能 抗多径性能 群时延
【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】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题的背景及意义9
• 1.2 卫星导航与卫星通信系统9-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 第二章 CAPS 系统信号体制及超宽频测距码的构想15-25
• 2.1 全球卫星定位系统信号体制15-16
• 2.1.1 信号体制的基本结构15-16
• 2.1.2 导航电文16
• 2.1.3 载波16
• 2.2 全球卫星导航系统系统扩频码的设计16-21
• 2.2.1 扩频码的设计17-21
• 2.3 CAPS 短精码21-22
• 2.4 CAPS 系统测距码的改进22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 针对新码性能研究与系统优化25-45
• 3.1 信号功率谱密度25-26
• 3.2 相关性能研究26-27
• 3.3 码噪声精度27-28
• 3.4 抗干扰性能评估28-34
• 3.5 抗多径误差分析34-39
• 3.6 群时延39-43
• 3.7 本章小结43-45
• 第四章 针对群时延问题的优化改进45-52
• 4.1 滤波器的选择45-47
• 4.2 基于系统的优化设计47-51
• 4.2.1 不同阶数滤波器对相关峰的影响48-49
• 4.2.2 不同带宽滤波器对相关峰的影响49-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 结束语52
• 5.2 下一步工作展望52-54
• 参考文献54-57
• 硕士期间所发表论文、专利列表57-58
• 作者简介58-59
• 致谢59-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 宿晨庚;郭树人;周鸿伟;;新型GNSS信号波形设计[J];北京航空航天大学学报;2012年12期

2 ;Barometric altimetry system as virtual constellation applied in CAPS[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2009年03期

3 ;A new method for determination of satellite orbits by transfer[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2009年03期

4 ;Time synchronization and carrier frequency control of CAPS navigation signals generated on the ground[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2009年03期

5 ;The principle of the positioning system based on communication satellites[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2009年03期

6 唐祖平;周鸿伟;胡修林;冉一航;刘禹圻;周艳玲;;Compass导航信号性能评估研究[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2010年05期

7 于长军;陈芸芸;;一种基于软件无线电技术的变频系统群时延精确测量方法[J];仪器仪表学报;2010年01期

8 余宜珂;王萌;;基于CAPS系统的信号调制方式的比较研究[J];天文研究与技术;2014年03期

本文编号：581682