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多模GNSS同步兼容技术研究

发布时间:2019-05-07 23:42
【摘要】:随着GNSS(Global Navigation Satellite System)的快速发展,全球上空将面临着数以百计的导航卫星同时存在的局面。因此,GNSS系统间的兼容同步问题已逐渐成为一个全球性的问题。针对目前市场上GNSS系统的局限性,本文对新体制下的GNSS系统开展了研究。该GNSS系统具有兼容性强、同步性能优异的独特优势,并能根据用户的不同需求,选择不同的同步方案或者是这些同步方案一个集合,以达到最优同步的效果。近些年,由新体制GNSS概念引申而出的多模GNSS不断地被提出,并且在兼容GNSS系统方面发挥着巨大的作用。本文首先对GNSS的机理展开研究,由此得到GNSS系统研究的重要性,接着以多模GNSS的兼容性为研究对象,分析得出多模性主要是讨论GNSS系统在导航系统的类型、信号的频段和信号调制方式三个方面的特性。在确立此研究目的基础上,对GNSS信号的时域特性、频域特性以及相关特性做了详细的分析,并根据其各个特性介绍了现有的主流同步算法,为做多模GNSS同步兼容打下基础。接着,研究并设计了多模GNSS兼容接收可控制方案,该方案通过对实现流程做策略分析和详细规划,来达到可以依据用户对同步性能的不同需求,将同步场景与本文所研究的目前主流的同步方法的一一匹配,实现单个系统兼容多种信号的目的,从而解决因GNSS系统与信号不匹配而造成的资源冗余问题,达到同步过程高效性和同步结果准确性的需求。最终,解决了针对不同类型、不同信号以及不同频段下GNSS系统达到最优同步的问题,确保多模条件下的GNSS信号能够达到同步的需求。在此基础上,以GPS、GALILEO和BDS为例进行同步仿真,仿真结果验证了该同步兼容方案的可靠性和准确性。最后将同步的关键模块通过FPGA+Power PC的软件无线电平台下进行仿真验证,并通过时域和频域的分析,说明了此同步方案可达到同步兼容接收的目的。
[Abstract]:With the rapid development of GNSS (Global Navigation Satellite System), hundreds of navigation satellites will exist simultaneously over the world. Therefore, the compatibility synchronization between GNSS systems has gradually become a global problem. Aiming at the limitation of the GNSS system in the market, this paper studies the GNSS system under the new system. The GNSS system has the unique advantage of strong compatibility and excellent synchronization performance, and can select different synchronization schemes or a set of these synchronization schemes according to the different needs of users, in order to achieve the optimal synchronization effect. In recent years, multi-mode GNSS, which is derived from the concept of new system GNSS, has been proposed and has played an important role in compatible GNSS systems. In this paper, the mechanism of GNSS is studied firstly, and the importance of GNSS system is obtained. Then, the compatibility of multi-mode GNSS is studied, and the conclusion is that the multi-mode is mainly about the type of GNSS system in navigation system. The frequency band of the signal and the modulation mode of the signal are three aspects. On the basis of this research purpose, the time-domain, frequency-domain and related characteristics of GNSS signal are analyzed in detail, and the existing mainstream synchronization algorithms are introduced according to each characteristic, which lays the foundation for multi-mode GNSS synchronization compatibility. Then, the multi-mode GNSS compatible receiver control scheme is studied and designed. The scheme can achieve the different requirements of synchronization performance according to the different requirements of users through policy analysis and detailed planning of the implementation process. In order to solve the problem of resource redundancy caused by the mismatch between the GNSS system and the signal, the synchronization scene is matched one by one with the current mainstream synchronization methods studied in this paper, so that a single system can be compatible with multiple signals. Achieve synchronization process efficiency and synchronization results accuracy requirements. Finally, the problem of optimal synchronization for GNSS systems in different types, different signals and different frequency bands is solved to ensure that the GNSS signals under multi-mode conditions can achieve the requirements of synchronization. On this basis, the synchronization simulation is carried out with GPS,GALILEO and BDS as examples. The simulation results verify the reliability and accuracy of the synchronization compatibility scheme. Finally, the key module of synchronization is simulated and verified under the software radio platform of FPGA Power PC, and the analysis of time domain and frequency domain shows that the synchronization scheme can achieve the purpose of synchronization compatible reception.
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN967.1

【参考文献】

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本文编号:2471455

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