北斗接收机跟踪环路设计及组网应用研究

发布时间:2018-07-30 06:47
【摘要】:北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,可在全球范围内全天候、全天时的为大规模用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时等服务,并具有短报文通信能力。根据现有的战略部署和规划,预计于2020年左右,我国将完成以35颗“北斗二代”导航卫星为主体的整体星座构建。在定位信息解调过程中,北斗接收机作为卫星信号处理的载体不可或缺且意义重大,其不仅紧密衔接了用户体验,更为北斗系统的功能优化提供了很多参考意见。本文以北斗卫星导航系统介绍和北斗接收机工作原理为基础,研究工作主要包括两方面的内容,第一方面是北斗接收机跟踪环路的改进和设计;第二方面是北斗接收机组网应用研究。在北斗接收机基带数字处理模块运算中,卫星多径信号会使调制到导航信号上的测距码和导航数据失真,造成载波的相位发生畸变,使得测量数据的质量降低,甚至导致接收机环路失锁。为解决特定环境中卫星多径干扰的问题,文中提出了循环跟踪环路的设计思想,接收机接收到的卫星信号经射频前端处理和数字下变频处理得到卫星中频信号,在基带信号处理模块通过二次跟踪的机制完成卫星多径信号的抑制,进而提高接收机的定位精度。同时,综合标量跟踪算法、矢量跟踪算法的优势,提出了基于标量和矢量架构的北斗接收机跟踪环路设计,将矢量跟踪部分的输出信息定义为主信息,标量输出定义为辅信息;然后主信息和辅信息一起输入鉴别器,进行鉴别判断运算,利用扩展卡尔曼滤波算法对输出信息进行解算,有效的提高环路的工作性能。在接收机组网应用研究中,借鉴群智感知的原理,利用信息共享的方法,提出基于云端数据处理的北斗接收机简单组网方法,在信息共享的同时提高定位接收机的定位精度。
[Abstract]:Beidou Satellite Navigation system is a global satellite navigation system developed by China. It can provide high precision, high reliability positioning, navigation, timing and other services to large scale users all the time. And has the ability of short message communication. According to the existing strategic deployment and planning, it is expected that China will complete the overall constellation construction with 35 "Beidou second generation" navigation satellites as the main body in 2020 or so. As a carrier of satellite signal processing, Beidou receiver is indispensable and significant in the demodulation process of positioning information. It not only closely connects with the user experience, but also provides a lot of reference suggestions for the function optimization of Beidou system. Based on the introduction of Beidou satellite navigation system and the working principle of Beidou receiver, this paper mainly includes two aspects: the first is the improvement and design of Beidou receiver tracking loop; The second aspect is the application research of Beidou receiver networking. In the operation of the baseband digital processing module of the Beidou receiver, the satellite multipath signal will make the ranging code and navigation data modulated on the navigation signal distorted, resulting in the distortion of the carrier phase and the quality of the measurement data. Even cause receiver loop to lose lock. In order to solve the problem of satellite multipath interference in special environment, the design idea of cyclic tracking loop is presented. The satellite signal received by receiver is processed by RF front-end processing and digital down-conversion processing to obtain satellite intermediate frequency signal. In the baseband signal processing module, the satellite multipath signal is suppressed by the mechanism of secondary tracking, and the positioning accuracy of the receiver is improved. At the same time, combining the advantages of scalar tracking algorithm and vector tracking algorithm, a design of Beidou receiver tracking loop based on scalar and vector architecture is proposed. The output information of vector tracking part is defined as the main information and the scalar output is defined as auxiliary information. Then the main information and the auxiliary information are input into the discriminator together, and the discriminant judgment operation is carried out, and the output information is solved by using the extended Kalman filter algorithm, which effectively improves the working performance of the loop. In the research of receiver networking application, using the principle of group intelligence perception and the method of information sharing, a simple network method of Beidou receiver based on cloud data processing is proposed, which can improve the positioning accuracy of the location receiver while sharing information.
【学位授予单位】:太原理工大学
【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:2154177

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