北斗导航电文数据处理关键技术研究
本文选题:B1信号 + 数据处理 ; 参考:《中国民航大学》2017年硕士论文
【摘要】:导航电文作为卫星导航系统中的关键要素,也是导航定位的数据基础。系统以广播的形式播发导航电文,并向用户提供定位、授时、测速以及辅助卫星信号捕获所必需的数据信息。为尽可能达到北斗卫星导航系统最佳导航定位性能,需要针对北斗系统播发的基本导航电文信息的内容、导航数据处理方法和使用问题进行研究探讨,并通过构建专用的软件系统实现对导航电文数据处理算法的验证。本课题以北斗导航系统在实际工程的应用为出发点,对北斗系统导航电文数据处理的关键技术方法与流程进行研究和分析。主要的研究内容包含以下几方面:1.详细介绍了从原始卫星信号数据处理到获得最终导航数据码序列需要解决的关键问题,并对数据处理的各个环节及核心算法进行深入研究和分析。针对实际采集的北斗B1频点信号数据特点,对数据进行降采样处理,减少数据运算量,提高运算速度。提出一种北斗卫星信号载波频率精确估计策略,该算法能有效提高北斗卫星信号载波频率估计精度,而且捕获快速、可靠,实现简单。在数据的跟踪处理过程中,对比分析了载波环路的锁频环、锁相环和测距码跟踪环的多种鉴别方法。依据实际应用,结合所采集的北斗信号数据特性,选取最优方案,验证所选取跟踪环路方案的良好工作性能。对跟踪处理后解调输出的数据完成同步处理,然后按照北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(BDS-SIS-ICD-2.0)进行导航数据参数的提取。同时,对比分析了北斗与同类型GPS导航数据处理系统的工作性能。2.基于对北斗导航电文数据处理关键技术的深入分析与研究,构建导航电文数据处理系统软件平台,该软件系统能够实现北斗和GPS的兼容互操作,对北斗B1和GPS L1频点卫星信号进行捕获、跟踪、位同步、子帧同步和导航电文解码等数据处理。利用实际采集的卫星信号数据对软件系统进行测试,验证了该北斗导航电文数据处理系统方案的有效性和可行性。
[Abstract]:As a key element of satellite navigation system, navigation message is also the data base of navigation and positioning. The system broadcasts navigation messages and provides users with the necessary data information for positioning, timing, speed measurement and satellite signal acquisition. In order to achieve the best navigation and positioning performance of Beidou satellite navigation system as far as possible, it is necessary to study and discuss the content of the basic navigation message information broadcast by Beidou system, the method of navigation data processing and the problems of its use. The algorithm of navigation message data processing is verified by building a special software system. Based on the application of Beidou navigation system in practical engineering, this paper studies and analyzes the key technology and flow of navigation message data processing in Beidou system. The main research contents include the following aspects: 1. The key problems that need to be solved from the original satellite signal data processing to the final navigation data code sequence are introduced in detail, and the research and analysis of each link and the core algorithm of the data processing are carried out in depth. According to the characteristics of the Beidou B1 frequency signal data collected in practice, the data is decimated to reduce the amount of data operation and improve the operation speed. An accurate carrier frequency estimation strategy for Beidou satellite signal is proposed. The algorithm can effectively improve the accuracy of carrier frequency estimation of Beidou satellite signal, and the acquisition is fast, reliable and easy to implement. In the process of data tracking, the identification methods of carrier loop frequency locking loop, phase locked loop and ranging code tracking loop are compared and analyzed. According to the practical application and the characteristics of the collected Beidou signal, the optimal scheme is selected to verify the good performance of the selected tracking loop scheme. The data of demodulation output after tracking is processed synchronously, and then the parameters of navigation data are extracted according to the spatial signal interface control file BDS-SIS-ICD-2.0 of Beidou Satellite Navigation system. At the same time, the performance of Beidou GPS navigation data processing system is compared with that of the same type GPS navigation data processing system. Based on the deep analysis and research on the key technology of Beidou navigation message data processing, the software platform of navigation message data processing system is constructed. The software system can realize the compatible interoperation between Beidou and GPS. The acquisition, tracking, bit synchronization, sub-frame synchronization and navigation message decoding of the Beidou B1 and GPS L1 satellite signals are processed. The software system is tested by using the actual satellite signal data, and the validity and feasibility of the scheme are verified.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN967.1
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,本文编号:2004754
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