姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现

发布时间：2017-04-14 23:03

  本文关键词：姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着卫星导航事业的兴起与发展,其应用领域和应用范围不断扩大,所提供的导航服务性能也在不断提升,这使得全球导航系统成为全球性经济产业。精确制导导弹作为一类典型的用户,具有一定的特殊性,原因在于导弹在飞行过程中,导弹弹体往往处于旋转状态,这给接收机跟踪环路带来了新的挑战。本文首先分析了北斗信号的结构特点和接收机的系统构成,并叙述了接收机各模块对信号的处理方法。详细阐述了各环路常用的鉴别器算法的优缺点,环路滤波器的设计方法和环路参数的计算公式,然后对弹体旋转状态下的卫星信号进行建模分析,并用公式推导了载波多普勒、载波相位变化规律以及接收机接收信号的表达式。接着对传统接收机跟踪环路进行了实现,为本文课题的设计做准备。其次对高动态环境下弹体旋转对接收机跟踪环路的具体影响进行了分析,并与理论分析相结合,进而提出了一种环路改进方案——主通道抗旋转二次解调方案。通过仿真验证,新的环路比传统环路有着更优的性能,可以有效降低载体旋转对环路跟踪的影响。最后,对算法使用的软件接收机进行实时性优化。
【关键词】：北斗导航系统 高动态 跟踪算法 弹体旋转
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究历史与现状11-12
• 1.3 本文的主要工作及论文结构12-14
• 第二章 北斗信号和接收机原理14-21
• 2.1 北斗信号结构14-16
• 2.2 北斗导航接收机组成16-20
• 2.2.1 射频前端模块16-17
• 2.2.2 数字基带信号处理模块17-19
• 2.2.3 导航定位模块19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 接收机跟踪算法研究21-32
• 3.1 载波跟踪环路21-26
• 3.1.1 锁频环鉴别器研究22-24
• 3.1.2 锁相环鉴别器研究24-26
• 3.2 码跟踪环路26-28
• 3.3 环路滤波器28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 弹体旋转对高动态跟踪环路的影响32-48
• 4.1 旋转信号建模32-37
• 4.1.1 弹体旋转下的卫星信号多普勒频移33-35
• 4.1.2 弹体旋转下的卫星信号载波相位35-36
• 4.1.3 弹体旋转下的卫星信号36-37
• 4.2 传统高动态跟踪环路设计37-40
• 4.2.1 载波环路设计37-39
• 4.2.2 码环路设计39-40
• 4.3 弹体旋转下接收机的解算结果40-43
• 4.3.1 不同弹体旋转频率下接收机的解算结果40-43
• 4.3.2 不同弹体旋转半径下接收机的解算结果43
• 4.4 环路状态的改进与测试43-47
• 4.4.1 环路结构的改进43-46
• 4.4.2 抗旋转二次解调方案的性能测试46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 跟踪模块实现及软件接收机实时性优化48-56
• 5.1 软件平台48-50
• 5.1.1 GPU和CUDA简介48
• 5.1.2 CUDA编程模型48-49
• 5.1.3 CUDA软件体系49-50
• 5.2 跟踪环路主要模块的实现及优化50-53
• 5.2.1 载波NCO50
• 5.2.2 码NCO50-51
• 5.2.3 软件相关器模块51-53
• 5.3 系统测试53-55
• 5.3.1 软硬件环境介绍53
• 5.3.2 验证环境与接收机实时性测试53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 结束语56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 硕士期间发表论文61

  本文关键词：姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：307030