弱信号环境下北斗导航接收机跟踪算法研究
发布时间：2021-11-16 00:24
为了打破GPS的垄断地位,我国不断加快自主北斗卫星导航系统的研发步伐,目前已将其成功应用于交通运输、减灾救灾和公共安全等领域,大大促进了我国的国防建设和经济建设。北斗三号卫星的成功发射,标志着北斗系统已正式进入第三阶段的建设,北斗产业进入高速发展阶段,与此同时对接收机的性能要求也越来越高。随着经济的快速发展,在城市、山川峡谷等旅游景点对导航定位的需求越来越多,而这些环境中能接收到的卫星信号较弱,只有高灵敏度接收机才能满足工作要求,因此高灵敏度跟踪算法研究具有非常重要的意义和相当广阔的前景。本文在深入分析北斗二号卫星信号结构的同时,介绍了北斗三号卫星的信号特点,从传统的跟踪环路入手,针对城市峡谷等弱信号应用环境,对导航接收机载波环和码环进行结构设计,并对相应的环路误差进行分析,探究环路带宽等环路参数对接收机性能及弱信号跟踪能力的影响,并选取合适的验证方案对环路跟踪性能进行试验验证。加长相干积分时间是高灵敏度接收机工作的有效手段,而相干积分时间的加长有诸多限制因素,本文针对弱信号环境提出一种改进的基于最大似然估计的位同步方法,在进行北斗弱信号位同步的同时还可以完成NH码的剥离,减小位同步的...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星导航系统组成部分随着导航技术的快速发展，其应用面也越来越广，如今卫星导航已不再单一地用于军事，
每一主帧时长为 30 秒，共有 1500 比特，且由 5 个子帧组成；每一子帧时长为 6 秒，共有 300比特，且由 10 个字组成；每个字时长为 0.6 秒，包含 30 比特，并采用 BCH(15，11，1)码加交织方式纠错。北斗 D1 导航电文的结构如图 2.1 所示。图 2.1 北斗 D1 导航电文帧结构从图 2.2 中可以看出，北斗 D1 导航电文中的基本导航信息由前 3 子帧播发，时间同步信息和卫星历书信息由子帧 4 的所有页面和子帧 5 的前 10 个页面播发，子帧 5 的剩余页面为预留页面。图 2.2 北斗 D1 导航电文信息内容2. D2 导航电文和 D1 导航电文类似，D2 导航电文也由超帧、主帧和子帧组成，但是其导航信息位宽度仅为 2ms，所以每个超帧虽包含 180000 比特，但仅历时 6 分钟。每个超帧包括 120 个主帧
图 2.2 北斗 D1 导航电文信息内容D2 导航电文1 导航电文类似，D2 导航电文也由超帧、主帧和子帧组成，但是其导航信息所以每个超帧虽包含 180000 比特，但仅历时 6 分钟。每个超帧包括 120 个为 3 秒，包含 1500 比特；每个主帧由 5 个子帧组成，每一子帧时长为 0.6 秒子帧由10个字组成，每个字时长为0.06秒，共有30比特。D2导航电文也采用加交织方式纠错，其结构如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种兼容GPS和BD系统的跟踪环路相干积分方法[J]. 朱龙泉,李荣冰,高关根,韩志凤,刘建业. 导航与控制. 2016 (06)
[2]NH码对新一代GNSS信号捕获跟踪的影响[J]. 严昆仑,章红平,张提升,牛小骥. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(05)
[3]北斗系统信号NH码处理方法研究[J]. 夏长峰,刘党辉,金东阳. 导航定位学报. 2014(03)
[4]功率增强下的卫星导航星间信号辅助能力分析[J]. 肖志斌,张鑫,唐小妹,王飞雪. 中南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]基于FPGA+DSP的高速基带信号处理平台的设计[J]. 谭左红,田增山. 科学技术与工程. 2014(03)
[6]北斗卫星导航接收机中类相干积分算法[J]. 蔺晓龙,何文涛,徐建华,叶甜春. 计算机仿真. 2013(11)
[7]高轨环境下BDS弱信号跟踪技术研究[J]. 闻长远,岳富占,仇跃华,柯颋. 飞行器测控学报. 2013(04)
[8]一种基于FPGA+DSP的北斗兼容型高精度接收机系统设计[J]. 蔡艳辉,胡锐,程鹏飞,杨云春,王权. 导航定位学报. 2013(02)
[9]GNSS接收机晶振参数对载波相位测量的影响分析[J]. 张提升,郑建生,章红平,严昆仑. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(12)
[10]美国GPS现代化建设现状综述[J]. 唐云,李喜来,许昭霞. 卫星与网络. 2012(Z1)
博士论文
[1]北斗软件接收机及惯性/卫星超紧组合导航关键技术研究[D]. 谢非.南京航空航天大学 2014
[2]GNSS/INS标量深组合跟踪技术研究与原型系统验证[D]. 张提升.武汉大学 2013
硕士论文
[1]高灵敏度北斗卫星导航接收机环路跟踪技术研究[D]. 朱龙泉.南京航空航天大学 2016
[2]GPS高动态接收机跟踪算法研究[D]. 雷明东.华东交通大学 2014
[3]北斗B1 QPSK中频信号优化捕获与跟踪技术研究[D]. 黄隽祎.南京航空航天大学 2013
[4]北斗一代接收机基带信号处理的设计和实现[D]. 贾德伟.西安电子科技大学 2011
本文编号：3497808
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星导航系统组成部分随着导航技术的快速发展，其应用面也越来越广，如今卫星导航已不再单一地用于军事，
每一主帧时长为 30 秒，共有 1500 比特，且由 5 个子帧组成；每一子帧时长为 6 秒，共有 300比特，且由 10 个字组成；每个字时长为 0.6 秒，包含 30 比特，并采用 BCH(15，11，1)码加交织方式纠错。北斗 D1 导航电文的结构如图 2.1 所示。图 2.1 北斗 D1 导航电文帧结构从图 2.2 中可以看出，北斗 D1 导航电文中的基本导航信息由前 3 子帧播发，时间同步信息和卫星历书信息由子帧 4 的所有页面和子帧 5 的前 10 个页面播发，子帧 5 的剩余页面为预留页面。图 2.2 北斗 D1 导航电文信息内容2. D2 导航电文和 D1 导航电文类似，D2 导航电文也由超帧、主帧和子帧组成，但是其导航信息位宽度仅为 2ms，所以每个超帧虽包含 180000 比特，但仅历时 6 分钟。每个超帧包括 120 个主帧
图 2.2 北斗 D1 导航电文信息内容D2 导航电文1 导航电文类似，D2 导航电文也由超帧、主帧和子帧组成，但是其导航信息所以每个超帧虽包含 180000 比特，但仅历时 6 分钟。每个超帧包括 120 个为 3 秒，包含 1500 比特；每个主帧由 5 个子帧组成，每一子帧时长为 0.6 秒子帧由10个字组成，每个字时长为0.06秒，共有30比特。D2导航电文也采用加交织方式纠错，其结构如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种兼容GPS和BD系统的跟踪环路相干积分方法[J]. 朱龙泉,李荣冰,高关根,韩志凤,刘建业. 导航与控制. 2016 (06)
[2]NH码对新一代GNSS信号捕获跟踪的影响[J]. 严昆仑,章红平,张提升,牛小骥. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(05)
[3]北斗系统信号NH码处理方法研究[J]. 夏长峰,刘党辉,金东阳. 导航定位学报. 2014(03)
[4]功率增强下的卫星导航星间信号辅助能力分析[J]. 肖志斌,张鑫,唐小妹,王飞雪. 中南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]基于FPGA+DSP的高速基带信号处理平台的设计[J]. 谭左红,田增山. 科学技术与工程. 2014(03)
[6]北斗卫星导航接收机中类相干积分算法[J]. 蔺晓龙,何文涛,徐建华,叶甜春. 计算机仿真. 2013(11)
[7]高轨环境下BDS弱信号跟踪技术研究[J]. 闻长远,岳富占,仇跃华,柯颋. 飞行器测控学报. 2013(04)
[8]一种基于FPGA+DSP的北斗兼容型高精度接收机系统设计[J]. 蔡艳辉,胡锐,程鹏飞,杨云春,王权. 导航定位学报. 2013(02)
[9]GNSS接收机晶振参数对载波相位测量的影响分析[J]. 张提升,郑建生,章红平,严昆仑. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(12)
[10]美国GPS现代化建设现状综述[J]. 唐云,李喜来,许昭霞. 卫星与网络. 2012(Z1)
博士论文
[1]北斗软件接收机及惯性/卫星超紧组合导航关键技术研究[D]. 谢非.南京航空航天大学 2014
[2]GNSS/INS标量深组合跟踪技术研究与原型系统验证[D]. 张提升.武汉大学 2013
硕士论文
[1]高灵敏度北斗卫星导航接收机环路跟踪技术研究[D]. 朱龙泉.南京航空航天大学 2016
[2]GPS高动态接收机跟踪算法研究[D]. 雷明东.华东交通大学 2014
[3]北斗B1 QPSK中频信号优化捕获与跟踪技术研究[D]. 黄隽祎.南京航空航天大学 2013
[4]北斗一代接收机基带信号处理的设计和实现[D]. 贾德伟.西安电子科技大学 2011
本文编号：3497808
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