北斗B1C信号高动态接收处理关键技术研究
发布时间：2021-12-10 20:05
北斗全球导航系统（BDS）将于2020年全面提供服务,举世瞩目,必将掀起相关研究和应用的高潮。BDS在B1频段采用具有自主知识产权B1C调制信号,该信号整体技术先进、信号分量结构复杂,相对于北斗B1I,具有伪码测距精度高、兼容互操作、良好的抗多径性能等优点,针对B1C信号可以提出多种不同优化接收方案。本文就是在B1C信号全面使用之初,针对一些特殊领域应用环境,例如精确制导武器、卫星机动飞行、临近空间飞行器等,开展高动态条件下B1C信号导频分量QMBOC信号接收处理关键技术研究,以满足弹载及空间平台不同用户需求,具有重要的研究意义和应用价值。高动态条件下QMBOC信号的接收必然在快速稳定的捕获、高动态载波跟踪、高可靠性和高精度伪码跟踪方面带来挑战。论文就是在信号特性、捕获方法、载波跟踪、码跟踪、GNSS L1信号互操作接收模型5个方面开展研究工作的。论文主要内容如下:1.详细分析了B1C信号的结构、组成、功率分配,推导并仿真了B1C信号及各分量之间相关函数、功率谱密度。仿真分析了利用QMBOC信号的BOC（1,1）分量对其进行非匹配接收以及QMBOC信号匹配接收两种方法,得到BOC（1,...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)陕西省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
B1C分量的自相关函数对比
图 2.11 B2a 信号的自相关函数图 左图中的信号自相关函数依然是三B2a 信号的主瓣宽度为 BPSK（1）的 10瓣高出约 14dB，传输数据的速率更快，使用。2.2.3 北斗 B1I，B3I 调制信号B1 频点目前具有 B1I 和 B1C 两个信B1I 信号采用 BPSK（2）调制，采用“测电文调制分为 D1、D2 两种，MEO，IG文，3 种卫星都有基本导航信息，D2 电式如下： j j B1I B1I B1I S t A C t D
图 2.16 BOC（1,1）信号码跟踪误差 图 2.17 QMBOC 信号码跟踪误差图中可以看出，当前后相关器间隔越小，接收机前端带宽越宽的情况下，DLL 输出的方差越小，码跟踪精度值越高，而相关间隔和带宽沿着相反的方向变化则输出的方差增大。从上述信号的输出方差比较可知，码跟踪误差由小到大的顺序依次是 QMBOC（6,1,4/33）<BOC（1,1）<B1I<B2a/B3I，表明 B1C 信号中的两个分量相较于其他信号 DLL 输出方差明显降低，码跟踪性能优良，整体提升了信号跟踪的精度。2.3.2 抗多径分析信号同步研究中对码跟踪精度的另一个考量的方面就是多径的影响。多径是在信号传输过程中经过复杂的电磁场环境和大气环境等产生反射和折射后在接收机端口处造成的相对相位和相对延迟，并且在幅度上存在一定差异，接收机收到的信号发生畸变甚至于接收到了错误的信号，造成信号同步接收无法进行解调。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS中基于唐检测改进的N中取M检测算法[J]. 袁建国,陈忠平,王姣. 半导体光电. 2018(05)
[2]QMBOC信号不同跟踪方式码跟踪性能的比较[J]. 刘睿琦. 电子技术与软件工程. 2018(05)
[3]基于卡尔曼滤波的北斗接收机高灵敏度跟踪算法研究[J]. 沈飞,李荣冰,刘建业,韩志凤,周颖. 电子测量技术. 2017(09)
[4]多径环境下的BOC信号的通用模型及捕获方法[J]. 宋玉龙,张天骐,杨强. 计算机应用研究. 2018(07)
[5]基于四谱线插值FFT的谐波分析快速算法[J]. 张俊敏,刘开培,汪立,陈文娟. 电力系统保护与控制. 2017(01)
[6]基于分数阶傅里叶变换的高动态目标检测方法[J]. 黄明军,王永民,牛家红. 探测与控制学报. 2016(01)
[7]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)
[8]高动态弱信号环境下针对L1信号参数估计的基于离散chirp-Fourier变换块补零方法（英文）[J]. Chao WU,Lu-ping XU,Hua ZHANG,Wen-bo ZHAO. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2015(09)
[9]一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法[J]. 黄健,张德海,孟进,闫大帅. 电视技术. 2015(09)
[10]Tong检测算法性能分析及参数设置[J]. 朱云龙,丑武胜,杨东凯. 北京航空航天大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]GNSS接收机跟踪环路关键技术研究[D]. 贺卫东.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2014
[2]高动态环境下卫星导航信号跟踪技术研究[D]. 王文静.哈尔滨工业大学 2013
[3]GNSS空间信号质量评估方法研究及测距性能影响分析[D]. 贺成艳.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2013
[4]BOC信号同步算法研究与实现[D]. 齐家敏.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]北斗导航接收机的高灵敏度跟踪算法研究[D]. 沈飞.南京航空航天大学 2017
[2]BOC及MBOC调制信号的捕获与跟踪算法研究[D]. 闫振华.重庆邮电大学 2016
[3]北斗接收机基带信号处理算法关键技术研究[D]. 李帅.太原理工大学 2016
[4]BOC调制信号的软件接收机设计[D]. 王淞波.北京理工大学 2015
[5]大频偏、高动态扩频信号捕获跟踪技术及其FPGA实现[D]. 祁东杰.北京理工大学 2015
[6]基于PMF-FFT的高动态导航信号捕获设计与实现[D]. 柳春.电子科技大学 2014
[7]GNSS子码捕获技术与BOC无模糊跟踪方法研究[D]. 刘昌建.华中科技大学 2014
[8]GNSS接收机快速捕获算法研究[D]. 曾超.电子科技大学 2013
[9]新体制GNSS信号捕获算法特性研究[D]. 涂日玮.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3533304
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)陕西省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
B1C分量的自相关函数对比
图 2.11 B2a 信号的自相关函数图 左图中的信号自相关函数依然是三B2a 信号的主瓣宽度为 BPSK（1）的 10瓣高出约 14dB，传输数据的速率更快，使用。2.2.3 北斗 B1I，B3I 调制信号B1 频点目前具有 B1I 和 B1C 两个信B1I 信号采用 BPSK（2）调制，采用“测电文调制分为 D1、D2 两种，MEO，IG文，3 种卫星都有基本导航信息，D2 电式如下： j j B1I B1I B1I S t A C t D
图 2.16 BOC（1,1）信号码跟踪误差 图 2.17 QMBOC 信号码跟踪误差图中可以看出，当前后相关器间隔越小，接收机前端带宽越宽的情况下，DLL 输出的方差越小，码跟踪精度值越高，而相关间隔和带宽沿着相反的方向变化则输出的方差增大。从上述信号的输出方差比较可知，码跟踪误差由小到大的顺序依次是 QMBOC（6,1,4/33）<BOC（1,1）<B1I<B2a/B3I，表明 B1C 信号中的两个分量相较于其他信号 DLL 输出方差明显降低，码跟踪性能优良，整体提升了信号跟踪的精度。2.3.2 抗多径分析信号同步研究中对码跟踪精度的另一个考量的方面就是多径的影响。多径是在信号传输过程中经过复杂的电磁场环境和大气环境等产生反射和折射后在接收机端口处造成的相对相位和相对延迟，并且在幅度上存在一定差异，接收机收到的信号发生畸变甚至于接收到了错误的信号，造成信号同步接收无法进行解调。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS中基于唐检测改进的N中取M检测算法[J]. 袁建国,陈忠平,王姣. 半导体光电. 2018(05)
[2]QMBOC信号不同跟踪方式码跟踪性能的比较[J]. 刘睿琦. 电子技术与软件工程. 2018(05)
[3]基于卡尔曼滤波的北斗接收机高灵敏度跟踪算法研究[J]. 沈飞,李荣冰,刘建业,韩志凤,周颖. 电子测量技术. 2017(09)
[4]多径环境下的BOC信号的通用模型及捕获方法[J]. 宋玉龙,张天骐,杨强. 计算机应用研究. 2018(07)
[5]基于四谱线插值FFT的谐波分析快速算法[J]. 张俊敏,刘开培,汪立,陈文娟. 电力系统保护与控制. 2017(01)
[6]基于分数阶傅里叶变换的高动态目标检测方法[J]. 黄明军,王永民,牛家红. 探测与控制学报. 2016(01)
[7]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)
[8]高动态弱信号环境下针对L1信号参数估计的基于离散chirp-Fourier变换块补零方法（英文）[J]. Chao WU,Lu-ping XU,Hua ZHANG,Wen-bo ZHAO. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2015(09)
[9]一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法[J]. 黄健,张德海,孟进,闫大帅. 电视技术. 2015(09)
[10]Tong检测算法性能分析及参数设置[J]. 朱云龙,丑武胜,杨东凯. 北京航空航天大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]GNSS接收机跟踪环路关键技术研究[D]. 贺卫东.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2014
[2]高动态环境下卫星导航信号跟踪技术研究[D]. 王文静.哈尔滨工业大学 2013
[3]GNSS空间信号质量评估方法研究及测距性能影响分析[D]. 贺成艳.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2013
[4]BOC信号同步算法研究与实现[D]. 齐家敏.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]北斗导航接收机的高灵敏度跟踪算法研究[D]. 沈飞.南京航空航天大学 2017
[2]BOC及MBOC调制信号的捕获与跟踪算法研究[D]. 闫振华.重庆邮电大学 2016
[3]北斗接收机基带信号处理算法关键技术研究[D]. 李帅.太原理工大学 2016
[4]BOC调制信号的软件接收机设计[D]. 王淞波.北京理工大学 2015
[5]大频偏、高动态扩频信号捕获跟踪技术及其FPGA实现[D]. 祁东杰.北京理工大学 2015
[6]基于PMF-FFT的高动态导航信号捕获设计与实现[D]. 柳春.电子科技大学 2014
[7]GNSS子码捕获技术与BOC无模糊跟踪方法研究[D]. 刘昌建.华中科技大学 2014
[8]GNSS接收机快速捕获算法研究[D]. 曾超.电子科技大学 2013
[9]新体制GNSS信号捕获算法特性研究[D]. 涂日玮.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3533304
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