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高轨航天器GNSS信号跟踪技术研究与实现

发布时间:2021-11-28 20:51
  高轨卫星由于其轨道高度高,一颗卫星就可以几乎将整个半球覆盖,因此在通信、气象等领域内发挥着极为重要的作用。关于航天器的定轨问题是高轨领域研究的重点。而传统的卫星定轨技术多采用地面站的形式,当高轨卫星数量过多时,将必然增大地面站的处理难度,并且我国目前尚未完成全球覆盖的地面站的建设。全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是比较完善的导航定位系统,它可以为用户提供全天候的定位和授时服务。随着科技水平的不断进步,GNSS的应用范围也越来越广泛,将现有的GNSS系统应用在高轨航天器自主定位中具有非常重要的实际意义。相比于日渐成熟的低轨卫星定轨技术,高轨航天器的GNSS定位还存在许多亟待解决的问题。GNSS导航卫星在设计之初,主要面向地面用户服务,因此导航卫星信号的辐射方向均指向地心。而高轨航天器的运行轨道高于GNSS卫星轨道,这就使得高轨航天器GNSS接收机只能接收到来自地球对面的信号。由于导航卫星与高轨航天器之间距离过远,路径损耗及大气损耗会比地面接收机增加很多,导致接收信号的信噪比过低。同时由于接收信号条件苛刻,接收机的可见星数量... 

【文章来源】:大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:61 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高轨航天器定轨研究现状
        1.2.2 弱信号跟踪技术研究现状
    1.3 论文主要内容及结构
2 GPS信号跟踪的理论基础
    2.1 GPS卫星信号介绍
    2.2 GPS信号跟踪原理
    2.3 相位锁定环路
        2.3.1 锁相环基本原理
        2.3.2 环路阶数
        2.3.3 鉴相方法
    2.4 码环
        2.4.1 延迟锁定环路
        2.4.2 延时锁定环鉴别器
    2.5 本章小结
3 弱信号跟踪技术研究
    3.1 高轨航天器导航信号空间环境分析
        3.1.1 灵敏度
        3.1.2 多普勒频移
        3.1.3 对流层对高轨定位的影响
    3.2 弱信号跟踪策略
        3.2.1 信号累积时间
        3.2.2 环路参数
    3.3 改变接收机天线波束
    3.4 软件仿真结果及分析
    3.5 本章小结
4 弱信号跟踪技术实现
    4.1 系统开发组件
        4.1.1 硬件开发平台
        4.1.2 仿真器
        4.1.3 软件开发平台
    4.2 实现方案
    4.3 相关功能设计
        4.3.1 信号源
        4.3.2 载波环
        4.3.3 码环
        4.3.4 模型总体设置
    4.4 仿真结果
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
附录A 完整的跟踪环路模型设计
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]基于快速最大似然估计的高动态GPS跟踪环[J]. 易清明,罗翀,石敏.  计算机工程. 2016(08)
[2]Vector tracking loops in GNSS receivers for dynamic weak signals[J]. Jing Liu,Xiaowei Cui,Mingquan Lu,Zhenming Feng.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2013(03)
[3]高轨卫星天基定轨原理演示系统的设计与实现[J]. 逄淑涛,杨洋,董绪荣,柳丽,柳迪.  全球定位系统. 2011(04)
[4]基于全球导航卫星系统的高轨卫星定轨理论研究及仿真实现[J]. 王威,董绪荣,柳丽,杨洋.  测绘学报. 2011(S1)
[5]基于最大似然估计的高动态GPS载波跟踪环[J]. 向洋,胡修林.  电子学报. 2010(07)
[6]基于GPS的静止轨道卫星自主定轨技术研究[J]. 俞朔春,高益军.  航天控制. 2005(04)

博士论文
[1]多重天线阵列结构的GNSS接收机抗干扰方法研究[D]. 刘恩晓.哈尔滨工业大学 2014

硕士论文
[1]基于GNSS多系统的高轨定位研究[D]. 邓雪菲.哈尔滨工业大学 2017
[2]高动态下GPS矢量接收机跟踪算法与实现研究[D]. 张玉.浙江大学 2013
[3]基于GNSS的高轨卫星定轨技术研究[D]. 詹鹏宇.南京航空航天大学 2012



本文编号:3525117

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