北斗卫星导航空间信号质量监测评估关键技术与实践

发布时间：2020-03-18 17:02

【摘要】：随着我国北斗卫星导航系统的建成与应用,北斗导航定位将在国家安全、经济建设和人民日常生活中发挥广泛的作用。北斗导航系统除提供高精度定位服务外,其服务的可信性、稳定性等性能在以航空导航为代表的高端卫星导航应用中作用突显,可称之为“高可用导航”。导航定位系统的高可用性涉及到两个主要的因素,一个因素是空间卫星导航信号质量,另一个因素是接收导航信号及导航辅助信息的工具,即高可用终端产品的性能。本文主要围绕空间导航信号质量的监测与评估开展研究,所开展的工作主要包括:1)对目前国际上四大全球卫星导航系统采用的二进制偏移载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)、多元二进制偏移载波调制(Multiplexed Binary Offset Carrier,MBOC)和交替二进制偏移载波调制(Altermate Binary Offset Carrier,AltBOC)新型导航信号体制的调制原理、时域与频域特性进行了仿真分析。2)针对由于导航卫星有效载荷不理想带来的信号异常开展了研究,详细研究了国际民航组织所采用的二阶异常模型(2~(nd)-Order Step Threat Model,2OS),对其数字电路异常模型(Threat Model A,TMA)、模拟电路异常模型(Threat Model B,TMB),以及两者的混合模型(Threat Model C,TMC)进行了分析,利用通用信号发射板卡,实现了三种异常信号的产生,并对其带来的频谱异常进行了研究。此外,对由于信号异常带来的测距精度误差进行了分析。3)针对空间导航信号异常,基于接收的角度,从时域、频域、相关域、调制域、测量域五个方面提出了一套较为全面的监测评估方法,对相应评估参量、监测算法的架构进行了设计,该方法已被应用于北斗三号工程中。4)依托石家庄监测评估中心已有的基于高增益抛物面天线的导航信号接收设施,开发了后处理监测评估软件,针对北斗区域系统在轨卫星的空间导航信号开展的实测评估。得出B1、B2、B3导航信号的时域波形失真均值小于0.7ns,失真方差小于5ns;功率谱偏差单调变化绝对值小于0.3dB,标准差小于0.6dB;S曲线偏差小于0.5ns(主瓣带宽);B1I、B2I、B3I间码相位一致性小于3ns;码载波相干性小于0.1度。以上定量评估结果,已服务于国际卫星导航监测评估系统。
【图文】：

波形,卫星,功率,他信

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功率谱,功率谱,现状发展,国外研究

Galileo试验星E(E1功率谱不对(b)调整后对称
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN967.1

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