可配置多模式GNSS信号同步技术研究

发布时间：2017-08-20 15:22

  本文关键词：可配置多模式GNSS信号同步技术研究

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【摘要】：随着四大GNSS导航系统的快速发展,多模导航接收机已成为导航领域的研究热点之一。相比传统单系统导航接收机,利用多个导航系统的多模导航接收机具备更好的定位、测速、授时性能以及更强的环境适应性等诸多优势,然而多模接收机面临的首要问题就是如何正确、可靠地对多种导航信号完成兼容同步处理,而GNSS信号的同步过程通常分为捕获和跟踪两个步骤。本文详细研究了GNSS信号的捕获和跟踪算法,针对不同导航信号提出了改进算法,并设计了基于软件平台的可配置捕获和跟踪方案,据此实现了多模信号同步软件,完成了多模信号的兼容捕获跟踪处理。主要工作内容和创新如下:1、介绍了BDS B1I、GLONASS L1、GPS L1C和Galileo E1B信号,研究了这四种信号的调制方式、PRN码、自相关函数等特性,分析对比了不同信号自相关函数的差异,指出了信号差异对捕获和跟踪的影响。2、对Galileo CBOC信号提出了SCPC算法的相干CBOC型捕获方式。由于该算法完全利用了CBOC信号的有效成分,因此SCPC算法的相干CBOC型捕获方式比其BOC(1,1)型、非相干CBOC型捕获方式以及经典的BPSK-like算法具备更好的性能。对GPS L1C信号提出了相干联合数据导频捕获策略,理论分析和仿真结果表明:该策略比单独捕获数据或单独捕获导频策略具备更优的性能。3、研究了传统BPSK信号的跟踪算法;针对CBOC信号的传统跟踪算法存在错误锁定副峰的问题,研究了其ASPeCT无偏码跟踪算法。仿真结果验证了传统跟踪算法对BPSK信号与ASPeCT算法对Galileo E1B和GPS L1C信号的有效性。4、分析了不同导航信号捕获算法的差异性、跟踪算法的差异性,设计了基于软件平台的可配置捕获和可配置跟踪方案。该方案可根据不同导航信号对捕获跟踪的参数、算法进行灵活的配置,利用模块单元复用有效地实现了多系统导航信号的兼容捕获和跟踪,具备复杂度低、灵活性强、成本低等优点。5、根据可配置捕获和跟踪方案设计实现了多模信号同步软件。完成了软件的架构设计和模块的详细设计与实现;测试结果表明该软件能对多个导航系统的信号进行正确、可靠的兼容捕获和跟踪处理,验证了所设计的可配置捕获和可配置跟踪方案的可行性。
【关键词】：GNSS信号 捕获 跟踪 多模接收机 可配置
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1
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本文编号：707396