单天线旋转非连续卫星信号定位及滚转检测方法研究
发布时间：2021-05-10 15:46
卫星定位接收机实现弹丸滚转姿态检测是旋转类弹道修正弹药迫切需要的技术。其中一种方式是仅利用安装在弹体侧面的单片微带天线接收卫星信号,可利用能量随滚转周期性变化的特性进行弹丸滚转姿态检测。由于弹体的滚转会造成接收到的卫星信号非连续,无法通过导航电文来获取准确的信号发射时间和其他必要的信息,因此常规的导航解算方式在此应用条件下不适用。在利用信号能量的周期性变化检测滚转姿态过程中,需要克服卫星信号受噪声干扰较大及实时性等问题。为此本文主要研究两个问题:一是单天线非连续接收条件下位、帧无法同步的条件下的定位问题,二是利用弹体旋转条件下天线所接收信号的幅度变化获取滚转姿态的问题。首先分析了单天线旋转条件下接收卫星信号的特点及信号跟踪环路响应,并提取了非连续信号中的可用观测量,利用发射时间亚毫秒值建立了非连续卫星信号免时定位模型。并基于该模型编写了仿真算法,利用真实卫星信号进行实验验证表明该算法定位精度相比于卫星信号持续可见虽略有降低但仍能满足应用需求。对于利用信号能量的周期性变化检测滚转的问题,提出了锁频辅助锁相滚转信号跟踪模型,实现了在较大范围转速不确定度条件下的快速锁定和滚转角精确提取。利用...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 主要内容及安排
第2章 单天线旋转接收卫星信号特性分析
2.1 单天线旋转接收卫星信号定位失效机理
2.1.1 单天线旋转接收卫星信号模型
2.1.2 卫星信号跟踪环路简介
2.2 周期性多普勒频移对跟踪环路的影响
2.3 周期性噪声对跟踪环路的影响
2.4 卫星信号被遮挡时加速度对跟踪环路的影响
2.5 载体旋转向心力对晶振的影响
2.6 跟踪环路中可用观测量分析
2.7 本章小结
第3章 单天线旋转非连续卫星信号定位方法研究
3.1 常规接收机连续信号定位方法
3.1.1 伪距测量过程分析
3.1.2 伪距与测距码相位简介
3.1.3 伪距定位原理分析
3.2 非连续卫星信号定位方法
3.3 本章小结
第4章 单天线旋转非连续卫星信号滚转检测
4.1 常见周期信号检测方法
4.2 基于锁频环辅助锁相环的信号检测方法
4.2.1 锁相环、锁频环原理及特点
4.2.2 锁频环辅助锁相环检测周期信号
4.2.3 滚转姿态检测模型
4.3 滚转姿态及坐标转换
4.4 本章小结
第5章 单天线旋转定位及滚转检测实验验证
5.1 实验平台的搭建
5.2 信号跟踪结果
5.3 定位算法实验验证
5.4 滚转检测算法试验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于扩展卡尔曼滤波的全球导航卫星系统矢量跟踪建模与仿真[J]. 曾广裕,申强,李东光,何新. 兵工学报. 2015(03)
[2]四大卫星导航系统及其特点[J]. 王群. 国防科技. 2015(01)
[3]军用卫星导航接收机现状及发展趋势[J]. 任小伟. 现代导航. 2014(01)
[4]标量和矢量架构下GNSS接收机多径抑制性能比较[J]. 刘婧,崔晓伟,陆明泉,冯振明. 清华大学学报(自然科学版). 2013(07)
[5]基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究[J]. 罗雨,王永庆,罗海坤,马远星,吴嗣亮. 电子与信息学报. 2013(06)
[6]锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析[J]. 王俊,李加琪,吴嗣亮. 北京理工大学学报. 2011(07)
[7]高动态GNSS接收机载波环性能评估与仿真[J]. 伍蔡伦,陆明泉,冯振明. 现代雷达. 2011(07)
[8]微弱信号检测方法的现状分析[J]. 夏均忠,刘远宏,冷永刚,葛纪桃. 噪声与振动控制. 2011(03)
[9]一种低复杂度GPS载波跟踪环路设计[J]. 姜毅,张淑芳,胡青,孙晓文,张晶泊. 电子学报. 2010(12)
[10]全球导航定位系统GNSS的技术与应用[J]. 季宇虹,王让会. 全球定位系统. 2010(05)
博士论文
[1]非全向天线旋转条件下导航方法及滚转姿态检测技术[D]. 曾广裕.北京理工大学 2015
[2]卫星导航矢量跟踪关键技术研究[D]. 朱珍珍.国防科学技术大学 2011
本文编号：3179628
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 主要内容及安排
第2章 单天线旋转接收卫星信号特性分析
2.1 单天线旋转接收卫星信号定位失效机理
2.1.1 单天线旋转接收卫星信号模型
2.1.2 卫星信号跟踪环路简介
2.2 周期性多普勒频移对跟踪环路的影响
2.3 周期性噪声对跟踪环路的影响
2.4 卫星信号被遮挡时加速度对跟踪环路的影响
2.5 载体旋转向心力对晶振的影响
2.6 跟踪环路中可用观测量分析
2.7 本章小结
第3章 单天线旋转非连续卫星信号定位方法研究
3.1 常规接收机连续信号定位方法
3.1.1 伪距测量过程分析
3.1.2 伪距与测距码相位简介
3.1.3 伪距定位原理分析
3.2 非连续卫星信号定位方法
3.3 本章小结
第4章 单天线旋转非连续卫星信号滚转检测
4.1 常见周期信号检测方法
4.2 基于锁频环辅助锁相环的信号检测方法
4.2.1 锁相环、锁频环原理及特点
4.2.2 锁频环辅助锁相环检测周期信号
4.2.3 滚转姿态检测模型
4.3 滚转姿态及坐标转换
4.4 本章小结
第5章 单天线旋转定位及滚转检测实验验证
5.1 实验平台的搭建
5.2 信号跟踪结果
5.3 定位算法实验验证
5.4 滚转检测算法试验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于扩展卡尔曼滤波的全球导航卫星系统矢量跟踪建模与仿真[J]. 曾广裕,申强,李东光,何新. 兵工学报. 2015(03)
[2]四大卫星导航系统及其特点[J]. 王群. 国防科技. 2015(01)
[3]军用卫星导航接收机现状及发展趋势[J]. 任小伟. 现代导航. 2014(01)
[4]标量和矢量架构下GNSS接收机多径抑制性能比较[J]. 刘婧,崔晓伟,陆明泉,冯振明. 清华大学学报(自然科学版). 2013(07)
[5]基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究[J]. 罗雨,王永庆,罗海坤,马远星,吴嗣亮. 电子与信息学报. 2013(06)
[6]锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析[J]. 王俊,李加琪,吴嗣亮. 北京理工大学学报. 2011(07)
[7]高动态GNSS接收机载波环性能评估与仿真[J]. 伍蔡伦,陆明泉,冯振明. 现代雷达. 2011(07)
[8]微弱信号检测方法的现状分析[J]. 夏均忠,刘远宏,冷永刚,葛纪桃. 噪声与振动控制. 2011(03)
[9]一种低复杂度GPS载波跟踪环路设计[J]. 姜毅,张淑芳,胡青,孙晓文,张晶泊. 电子学报. 2010(12)
[10]全球导航定位系统GNSS的技术与应用[J]. 季宇虹,王让会. 全球定位系统. 2010(05)
博士论文
[1]非全向天线旋转条件下导航方法及滚转姿态检测技术[D]. 曾广裕.北京理工大学 2015
[2]卫星导航矢量跟踪关键技术研究[D]. 朱珍珍.国防科学技术大学 2011
本文编号：3179628
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3179628.html
