Galileo卫星导航接收机捕获技术研究

发布时间：2021-04-19 19:33

　　随着世界各国卫星导航技术的快速发展,众多系统的卫星信号集中在一个固定的频段内,导致不同信号间的干扰日益严重,信号的安全性得不到保障。鉴于卫星导航系统在经济发展和国防建设中的重要地位,新型的调制方式应运而生。为了尽快解决上述问题,现在大部分卫星信号,如GPS系统的M码卫星信号、GALILEO系统的E1、E5和E6频段卫星信号、“北斗三号”BIC信号等,都已经开始运用BOC（Binary Offset Carrier）这一新型调制信号来替代传统卫星信号中的BPSK调制信号。因为BOC调制信号具有自相关峰值更加尖锐的优点以及频谱具有分裂特性的独特优势,并且还拥有更高的码跟踪精度和更强的抗多径干扰能力。因此,各国针对BOC调制信号的无模糊捕获算法的研究也愈演愈烈。本文将BOC调制信号结构组成作为研究的出发点,在普通BOC调制信号的基础上着重研究了Galileo系统E1频点中的MBOC信号的产生原理及其特性,并利用MATLAB进行了相关的仿真研究,针对其频谱特性设计了基于MAX2769的下变频模块。其次深入研究了当今提出的一些BOC信号的捕获算法,在对Galileo系统E1频段中MBOC调制信号... 

【文章来源】：北方工业大学北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景目的和意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 Galileo卫星导航系统介绍
        1.2.2 BOC调制信号现有捕获技术的研究现状及发展趋势
    1.3 论文的结构安排
第二章 GALILEO E1频段BOC调制信号的研究
    2.1 Galileo卫星E1信号特点
    2.2 BOC调制信号的产生
    2.3 BOC调制信号的关键特性
        2.3.1 BOC调制信号的功率谱特性
        2.3.2 BOC调制信号的自相关函数特性
    2.4 Galileo E1频点BOC调制信号的研究与分析
    2.5 本章小结
第三章 GALILEO E1频段BOC调制信号的捕获算法研究
    3.1 卫星导航信号的捕获
    3.2 传统GPS卫星信号的捕获算法
        3.2.1 串行搜索捕获算法
        3.2.2 并行频率搜索捕获算法
        3.2.3 并行码相位搜索捕获算法
    3.3 现有的BOC调制信号捕获算法研究及分析
        3.3.1 双边带捕获算法
        3.3.2 单边带捕获算法
        3.3.3 三路并行相关捕获算法
    3.4 各类BOC信号捕获算法的对比
    3.5 本章小结
第四章 改进的GALILEO E1频段BOC信号的捕获算法研究
    4.1 传统副载波相位消除算法研究
    4.2 针对Galileo系统BOC调制信号副载波相位消除算法的研究
        4.2.1 改进的副载波消除算法原理
        4.2.2 多普勒对捕获的影响及其搜索范围
        4.2.3 改进的副载波消除算法流程
        4.2.4 算法捕获结果仿真
    4.3 本章小结
第五章 GALILEO卫星导航接收机硬件平台设计与实现
    5.1 接收机硬件平台总体设计
    5.2 射频前端设计
        5.2.1 MAX2769简介
        5.2.2 射频前端电路设计
    5.3 基带硬件电路的设计
        5.3.1 FPGA芯片简介
        5.3.2 FPGA电路设计
        5.3.3 DSP芯片简介
        5.3.4 DSP电路设计
    5.4 捕获电路关键模块的设计
        5.4.1 时钟模块
        5.4.2 去除Galileo E1频段BOC（6,1,1/11）信号的副载波
        5.4.3 伪码发生器
        5.4.4 载波发生器
        5.4.5 FFT和IFFT
    5.5 系统的联调与测试
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文主要工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
附录A
附录B
附录C
附录D
在校期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA+DSP的双模兼容导航接收机设计[J]. 冯浩,黄新阳.  信息通信. 2017(06)
[2]一种高灵敏度Galileo E1B/C联合捕获方法[J]. 罗士栋,巴晓辉,王云,陈杰.  吉林大学学报(工学版). 2017(05)
[3]Galileo畸变信号相关函数的优化研究[J]. 周霞,郭承军.  全球定位系统. 2016(06)
[4]基于ASPeCT的BOC调制信号捕获与跟踪研究[J]. 钱素娟,尹新富.  现代电子技术. 2016(21)
[5]BOC调制信号捕获的研究[J]. 叶婧雯,孙慧萍,高彩云,赵超.  山西大同大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]MBOC调制及Matlab仿真[J]. 丁元,张宇.  信息通信. 2015(03)
[7]多星座GNSS接收机设计与实现[J]. 杨蓝,朱越华.  火控雷达技术. 2014(03)
[8]基于FPGA的MBOC中频调制信号的实现[J]. 闫温合,何在民,胡永辉,赵坤娟,李瑾琳.  宇航计测技术. 2014(02)
[9]Galileo系统E1/E5/E6频段信号分析与仿真[J]. 李颖,赵风海,李金海,孙金海,阎跃鹏.  计算机工程与设计. 2014(02)
[10]全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现[J]. 邓仕海,姚铮.  科学技术与工程. 2014(03)

硕士论文
[1]北斗二代导航接收机技术研究与实现[D]. 谭津.北方工业大学 2015
[2]基于BOC调制的GNSS信号捕获技术研究[D]. 张颜.重庆大学 2015
[3]基于FPGA的可重构多模导航基带处理技术研究[D]. 梁淏翔.电子科技大学 2014
[4]MBOC信号模拟及其捕获设计与实现[D]. 闫温合.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2014
[5]基于BOC信号的多模态导航接收快速捕获技术[D]. 刘延赞.大连大学 2013
[6]基于BOC调制方式新型直捕技术研究[D]. 王刚.哈尔滨工程大学 2013
[7]BOC信号捕获技术研究与实现[D]. 邵兴权.电子科技大学 2012



本文编号：3148173