GNSS兼容评估中精确等效载噪比计算模型研究
发布时间：2020-09-15 20:10
提升单个卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的性能在兼容基础上研究才更有意义,而多个导航系统的兼容标准尚未统一,深入系统地研究兼容标准是国内外亟待解决的关键问题。传统的兼容性评估模型中,为了简化分析过程和计算复杂性,在计算时忽略了一些影响因素,并引入了多个理论假设:如忽略码长、数据速率等关键因素对接收端基带信号功率谱密度的影响,在计算“等效功率谱密度”时,用理想的连续谱包络来代替实际信号的功率谱密度;忽略多径效应和接收机高动态运动模式对“等效载噪比”的影响;假设干扰信号之间相互独立,与所需信号不相关,且与目标有用信号不相关,从统计上将多个干扰信号的联合影响等效为“白噪声”。为了进一步提高导航系统射频兼容性评估的准确性,这些因素都应该进行考虑。本文的主要研究内容如下:1.本文通过推导导航信号的详细功率谱的计算表达式,画出民用信号C/A码、B1码、E1B码的详细功率谱,并分析比较三者详细功率谱及功率谱包络的异同。仿真结果表明:功率谱包络和详细功率谱形状上是一致的,但是,从数值上来看,详细功率谱比功率谱包络都要大20～30dB左右。2.建立考虑互相关项的信号模型,推导互相关项的信号功率,仿效谱分离系数的定义,提出互谱分离系数的定义,来衡量各干扰信号间的互相关性对目标信号的干扰程度。分别用信号的详细功率谱和功率谱包络仿真分析其谱分离系数及互谱分离系数,并比较仿真结果的异同;推导在互相关项影响下的等效载噪比计算公式。利用STK及MATLAB仿真在互相关项影响下,GNSS各系统内及系统间的最大载噪比衰减值在全球的分布图。3.建立导航信号的多径信号模型,从GNSS接收机处理过程,分别分析接收机对多径目标信号,多径干扰信号及噪声的处理过程,推导多径信号的功率谱密度表达式,并考虑极限情况,即多径干扰信号与目标直达信号同相或者反相时的计算表达式。4.联合考虑互相关项和多径信号的影响,修正等效载噪比计算模型,得出更精确的等效载噪比衰减值计算公式。仿真在互相关项和多径干扰下,GNSS系统内和系统间的最大等效载噪比衰减值在全球各地的分布,并与传统计算方法的数值进行比较分析。仿真发现,对于考虑了互相关项和多径干扰后,GPS、BDS及Galileo的系统内和系统间载噪比衰减值,在同相时,目标信号的干扰数值都要比只考虑互相关项的数值要大,而反相时的数值都比只考虑互相关项时的数值小。而采用了信号的详细功率谱,并考虑了互相关项和多径效应的干扰后的等效载噪比衰减值,相比传统的数值,能更精确实际地反映系统间干扰的情况。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN967.1
【部分图文】：
２．２．１仿真分析逡逑本节评估信号多普勒对短码频谱线，数据和符号调制效应的影响，并比较Ｌ１频段逡逑Ｃ／Ａ，Ｅ１Ｂ和ＢＤ１信号的功率谱包络及详细功率谱的大小。图２－２？２－４是Ｃ／ＡＰＲＮ１码，逡逑ＢＤＳ第七颗卫星发射的Ｂ１码和第一个卫星发射的Ｅ１Ｂ码的线谱。典型的Ｃ／Ａ码频谱，逡逑Ｂ１频谱和Ｅ１Ｂ频谱的图示于图２－５？２－７中，在此先假设它们处于相同的中心载波频率逡逑以观察差异。逡逑对于Ｃ／Ａ码，码长Ｌ＝１０２３，码速率及＝ｌ．0２３Ｍ／／ｚ，码片宽度７；邋＝邋１／＜，则伪码序逡逑列的周期ｒ邋＝邋Ｌｘ７；邋＝邋１／（１．０２３＞＜１０６）＞＜１０２３邋＝邋１０々＝１；＾。而其导航电文数据码的码率逡逑弋＝５０明，即一个数据码的码宽＝逦＝０．０２ｓ邋＝邋２０？ｉｓ邋，其间Ｃ／Ａ码重复了邋２０个周期。逡逑Ｃ／Ａ码的功率谱包络与详细功率谱对比图如图２－５所示，接收机射频前端带宽为逡逑２４．５５２Ｍ／／Ｚ。逡逑ＣＡ邋ｉｍ邋丨ｃｏｄｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｎｉｒｒ邋ｉｎ邋ｏｎｅ邋ｃｙｃｌｅ＃逦ＢＯｔ邋Ｔｉｈ邋ｓａｔｅｉ！ｌＨ？ｅ邋ｃｏｃｔｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑１４0ｐ逦：逦ｒ￣—ｉ逦（逦１逦ｒ￣￣￣￣ｒ逦７0ｐ逦ｓ逦Ｊ逦？？逦１逦１逦＊逦＊逦逡逑１２０逦：：逦６０邋－逦｜｜｜逦－ｊ逡逑１３０邋？逦／！
２．２．１仿真分析逡逑本节评估信号多普勒对短码频谱线，数据和符号调制效应的影响，并比较Ｌ１频段逡逑Ｃ／Ａ，Ｅ１Ｂ和ＢＤ１信号的功率谱包络及详细功率谱的大小。图２－２？２－４是Ｃ／ＡＰＲＮ１码，逡逑ＢＤＳ第七颗卫星发射的Ｂ１码和第一个卫星发射的Ｅ１Ｂ码的线谱。典型的Ｃ／Ａ码频谱，逡逑Ｂ１频谱和Ｅ１Ｂ频谱的图示于图２－５？２－７中，在此先假设它们处于相同的中心载波频率逡逑以观察差异。逡逑对于Ｃ／Ａ码，码长Ｌ＝１０２３，码速率及＝ｌ．0２３Ｍ／／ｚ，码片宽度７；邋＝邋１／＜，则伪码序逡逑列的周期ｒ邋＝邋Ｌｘ７；邋＝邋１／（１．０２３＞＜１０６）＞＜１０２３邋＝邋１０々＝１；＾。而其导航电文数据码的码率逡逑弋＝５０明，即一个数据码的码宽＝逦＝０．０２ｓ邋＝邋２０？ｉｓ邋，其间Ｃ／Ａ码重复了邋２０个周期。逡逑Ｃ／Ａ码的功率谱包络与详细功率谱对比图如图２－５所示，接收机射频前端带宽为逡逑２４．５５２Ｍ／／Ｚ。逡逑ＣＡ邋ｉｍ邋丨ｃｏｄｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｎｉｒｒ邋ｉｎ邋ｏｎｅ邋ｃｙｃｌｅ＃逦ＢＯｔ邋Ｔｉｈ邋ｓａｔｅｉ！ｌＨ？ｅ邋ｃｏｃｔｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑１４0ｐ逦：逦ｒ￣—ｉ逦（逦１逦ｒ￣￣￣￣ｒ逦７0ｐ逦ｓ逦Ｊ逦？？逦１逦１逦＊逦＊逦逡逑１２０逦：：逦６０邋－逦｜｜｜逦－ｊ逡逑１３０邋？逦／！
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本文编号：2819409
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN967.1
【部分图文】：
２．２．１仿真分析逡逑本节评估信号多普勒对短码频谱线，数据和符号调制效应的影响，并比较Ｌ１频段逡逑Ｃ／Ａ，Ｅ１Ｂ和ＢＤ１信号的功率谱包络及详细功率谱的大小。图２－２？２－４是Ｃ／ＡＰＲＮ１码，逡逑ＢＤＳ第七颗卫星发射的Ｂ１码和第一个卫星发射的Ｅ１Ｂ码的线谱。典型的Ｃ／Ａ码频谱，逡逑Ｂ１频谱和Ｅ１Ｂ频谱的图示于图２－５？２－７中，在此先假设它们处于相同的中心载波频率逡逑以观察差异。逡逑对于Ｃ／Ａ码，码长Ｌ＝１０２３，码速率及＝ｌ．0２３Ｍ／／ｚ，码片宽度７；邋＝邋１／＜，则伪码序逡逑列的周期ｒ邋＝邋Ｌｘ７；邋＝邋１／（１．０２３＞＜１０６）＞＜１０２３邋＝邋１０々＝１；＾。而其导航电文数据码的码率逡逑弋＝５０明，即一个数据码的码宽＝逦＝０．０２ｓ邋＝邋２０？ｉｓ邋，其间Ｃ／Ａ码重复了邋２０个周期。逡逑Ｃ／Ａ码的功率谱包络与详细功率谱对比图如图２－５所示，接收机射频前端带宽为逡逑２４．５５２Ｍ／／Ｚ。逡逑ＣＡ邋ｉｍ邋丨ｃｏｄｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｎｉｒｒ邋ｉｎ邋ｏｎｅ邋ｃｙｃｌｅ＃逦ＢＯｔ邋Ｔｉｈ邋ｓａｔｅｉ！ｌＨ？ｅ邋ｃｏｃｔｅ邋Ｌｉｎｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑１４0ｐ逦：逦ｒ￣—ｉ逦（逦１逦ｒ￣￣￣￣ｒ逦７0ｐ逦ｓ逦Ｊ逦？？逦１逦１逦＊逦＊逦逡逑１２０逦：：逦６０邋－逦｜｜｜逦－ｊ逡逑１３０邋？逦／！
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