卫星导航民用信号时频域分析评估
发布时间：2021-11-16 18:24
全球定位系统已被深度应用于航空、海事、国防等诸多领域。中国的北斗三号系统截至目前已发射了54颗北斗卫星,即将发射北斗三号系统的最后一刻地球静止轨道卫星,并实现北斗三号系统的全球组网。由于卫星导航下行信号直接决定了导航系统的性能,因此有必要对其时域、频域指标进行有效地评估和分析,并形成完善的质量评估体系。一方面,国内外科研机构已针对全球定位系统的空间信号,结合接口控制文件等公开性能规范服务标准建立了完善的涵盖时域、频域的性能评估参数体系,而针对北斗三号卫星导航系统民用信号的时域、频域评估标准及分析方法尚处于公开论证阶段,仍需结合信号设计体制及地面用户实际测试的数据结果进行大量的评估及验证分析。另一方面,针对民用航空这一类对定位、测速性能要求极苛刻的用户,全球定位系统和北斗三号系统均须满足国际民航组织ICAO对其信号性能质量的要求,在研究信号时域、频域评估时,必须考虑到任何可能存在的信号失真所导致的潜在的服务降级,因为尽管由有效载荷异常等原因引起的信号失真是极罕见的,但一旦发生,即有可能造成对民航用户的重大安全威胁。基于以上背景,为了评估北斗系统和全球定位系统的民用信号的性能质量,课题进行...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
民用信号在用户端的处理将详细介绍GPSL1C/A和BEIDOUB1I信号的信号体制，GNSS接收机的天线和
中国民航大学硕士学位论文24即为0，f为0,那么我们可以推导出：(,0,0)()SQIIADRn==+(3.24)(,0,0)QQQn==(3.25)继续上述的假设条件为0，f也为0，举例给出一段二进制相移键控BPSK码序列的一系列码片示意图，它简易地代表卫星信号。三种典型的情况分别为：卫星信号超前接收机产生的本地码，卫星信号与接收机的本地码恰好同步，卫星信号较之接收机产生的本地码有一定的延后。这三种情况相应的两个信号作卷积得到的相关器输出分别可以表示为如下图所示：(a)伪随机噪声码超前于接收机本地码(b)伪随机噪声码滞后于接收机本地码(c)伪随机噪声码同步于接收机本地码图3.2卫星伪码与接收机本地码关系3.3.1.3接收机相关函数对于本课题的研究对象GPS和北斗系统的GPSL1C/A信号以及BEIDOUB1I信
中国民航大学硕士学位论文27卫星的伪随机噪声码保持一致，目前国内外使用的延迟锁相环的结构通常如下图所示：图3.3延迟锁相环结构图有多个相关器输出被输入到鉴别器中，在GPS接收机中通常会使用三个本地产生的复制码，分别是提前的伪码、准时的伪码、迟到的伪码。在跟踪的情况下，准时的本地复制码与来自卫星的伪随机噪声码完全同步，那么在此之前输入的伪随机噪声码就提前了，记作CS/2。与来自卫星的伪随机噪声码相比，迟到的本地复制码对于伪码延迟的，延迟记为CS/2，CS被称作相关器间距，对应着用于跟踪的早到的本地复制码和晚到的本地复制码间的时间的延迟。本地复制码的数学定义可以用码生成器和估计的码延迟等表示。分为延迟的本地伪随机噪声码，准时的本地伪随机噪声码，提前的本地伪随机噪声码。最常用的鉴别器是非相干的提前-滞后功率鉴别器和准相干点积鉴别器。由于这两个鉴频器对载波相位误差不敏感，因此不被认为是相干的，从跟踪鲁棒性的角度分析是良好的。这两个鉴别器的定义为：2222()()EMLPEELLD=I+QI+Q(3.28)()()DPELPELPD=III+QQQ(3.29)其中，IE是提前相关器输出的同相正交相位分量。IL是滞后相关器输出的同相正交相位分量。IP是准时相关器输出的同相正交相位分量。延迟锁相环的目的是实现零码延迟跟踪误差。因此，鉴别器的目标是提供对实际码延迟误差的无偏估计，以便环路能够做出相应的反应，要做到这一点，需要对前面提到的鉴别器进行归一化。在理想的情况下，当提前和滞后的相关器输出处于同一水平值时，可以实现同步。GPSL1C/A信号的相
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多墙环境的IEEE802.11室内传播模型研究与仿真[J]. 宋海洋,李思岚,胡晓娅. 电子设计工程. 2018(19)
[2]卫星导航抗干扰最优接收机与相关接收机性能分析[J]. 李峥嵘,陈华明,王飞雪,王嘉. 国防科技大学学报. 2017(05)
[3]微弱GPS信号避开比特跳变的捕获算法[J]. 程燕,常青,李显旭. 导航定位与授时. 2017(05)
[4]基于星座图的通信辐射源个体识别方法[J]. 王威,李诗娴,王新. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2017(05)
[5]惯导速度辅助下GNSS高精度定位[J]. 陈刚,王一帆,傅金琳,胡才,路寅,李达. 中国惯性技术学报. 2017(04)
[6]一种基于载波相位时间差分的惯性/卫星组合方法[J]. 宁月光. 现代导航. 2016(03)
[7]GPS最优压制式干扰信号研究[J]. 王角,苏中,张月霞. 计算机测量与控制. 2016(04)
[8]兼容型高灵敏捕获算法的硬件实现方案[J]. 刘益芬,金天. 导航定位学报. 2016(01)
[9]浅谈频谱分析仪的原理和计量[J]. 孙艳,姜欣怡. 品牌与标准化. 2016(02)
[10]常用电离层延迟改正模型的对比研究[J]. 管明雷,王英刚,徐威杰,伏天淑,刘志强,周立. 现代测绘. 2016(01)
博士论文
[1]基于GNSS的区域电离层模型研究[D]. 郑敦勇.东南大学 2015
[2]超高速时间交织模数转换器的研究与设计[D]. 李靖.电子科技大学 2014
[3]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
[4]抗差自适应GPS软件接收机的关键技术研究[D]. 苗剑峰.南京航空航天大学 2009
[5]宽频率范围低抖动锁相环的研究与设计[D]. 尹海丰.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]毫米波模拟预失真技术研究[D]. 郭文瑛.电子科技大学 2019
[2]GHz低抖动快速锁定锁相环电路技术研究[D]. 刘俊.西安电子科技大学 2017
[3]卫星导航信号质量监测评估算法研究与系统实现[D]. 俞睿.华中师范大学 2016
[4]北斗二代B1频点弱信号捕获技术研究[D]. 邬梦云.西安电子科技大学 2015
[5]卫星导航信号质量异常模拟技术研究[D]. 于滨凯.哈尔滨工程大学 2015
[6]基于GPS/北斗卫星的列车导航定位研究[D]. 邱望智.北京交通大学 2014
[7]北斗卫星导航系统精密定轨定位分析[D]. 许小龙.辽宁工程技术大学 2014
[8]步进频穿墙雷达数据采集与预处理系统设计与实现[D]. 翁蕊周.国防科学技术大学 2013
[9]基于FPGA的数字中频卡的设计与实现[D]. 刘任斌.湖南大学 2013
[10]减缓黑障的电磁方法研究[D]. 王林.西安电子科技大学 2013
本文编号：3499350
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
民用信号在用户端的处理将详细介绍GPSL1C/A和BEIDOUB1I信号的信号体制，GNSS接收机的天线和
中国民航大学硕士学位论文24即为0，f为0,那么我们可以推导出：(,0,0)()SQIIADRn==+(3.24)(,0,0)QQQn==(3.25)继续上述的假设条件为0，f也为0，举例给出一段二进制相移键控BPSK码序列的一系列码片示意图，它简易地代表卫星信号。三种典型的情况分别为：卫星信号超前接收机产生的本地码，卫星信号与接收机的本地码恰好同步，卫星信号较之接收机产生的本地码有一定的延后。这三种情况相应的两个信号作卷积得到的相关器输出分别可以表示为如下图所示：(a)伪随机噪声码超前于接收机本地码(b)伪随机噪声码滞后于接收机本地码(c)伪随机噪声码同步于接收机本地码图3.2卫星伪码与接收机本地码关系3.3.1.3接收机相关函数对于本课题的研究对象GPS和北斗系统的GPSL1C/A信号以及BEIDOUB1I信
中国民航大学硕士学位论文27卫星的伪随机噪声码保持一致，目前国内外使用的延迟锁相环的结构通常如下图所示：图3.3延迟锁相环结构图有多个相关器输出被输入到鉴别器中，在GPS接收机中通常会使用三个本地产生的复制码，分别是提前的伪码、准时的伪码、迟到的伪码。在跟踪的情况下，准时的本地复制码与来自卫星的伪随机噪声码完全同步，那么在此之前输入的伪随机噪声码就提前了，记作CS/2。与来自卫星的伪随机噪声码相比，迟到的本地复制码对于伪码延迟的，延迟记为CS/2，CS被称作相关器间距，对应着用于跟踪的早到的本地复制码和晚到的本地复制码间的时间的延迟。本地复制码的数学定义可以用码生成器和估计的码延迟等表示。分为延迟的本地伪随机噪声码，准时的本地伪随机噪声码，提前的本地伪随机噪声码。最常用的鉴别器是非相干的提前-滞后功率鉴别器和准相干点积鉴别器。由于这两个鉴频器对载波相位误差不敏感，因此不被认为是相干的，从跟踪鲁棒性的角度分析是良好的。这两个鉴别器的定义为：2222()()EMLPEELLD=I+QI+Q(3.28)()()DPELPELPD=III+QQQ(3.29)其中，IE是提前相关器输出的同相正交相位分量。IL是滞后相关器输出的同相正交相位分量。IP是准时相关器输出的同相正交相位分量。延迟锁相环的目的是实现零码延迟跟踪误差。因此，鉴别器的目标是提供对实际码延迟误差的无偏估计，以便环路能够做出相应的反应，要做到这一点，需要对前面提到的鉴别器进行归一化。在理想的情况下，当提前和滞后的相关器输出处于同一水平值时，可以实现同步。GPSL1C/A信号的相
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多墙环境的IEEE802.11室内传播模型研究与仿真[J]. 宋海洋,李思岚,胡晓娅. 电子设计工程. 2018(19)
[2]卫星导航抗干扰最优接收机与相关接收机性能分析[J]. 李峥嵘,陈华明,王飞雪,王嘉. 国防科技大学学报. 2017(05)
[3]微弱GPS信号避开比特跳变的捕获算法[J]. 程燕,常青,李显旭. 导航定位与授时. 2017(05)
[4]基于星座图的通信辐射源个体识别方法[J]. 王威,李诗娴,王新. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2017(05)
[5]惯导速度辅助下GNSS高精度定位[J]. 陈刚,王一帆,傅金琳,胡才,路寅,李达. 中国惯性技术学报. 2017(04)
[6]一种基于载波相位时间差分的惯性/卫星组合方法[J]. 宁月光. 现代导航. 2016(03)
[7]GPS最优压制式干扰信号研究[J]. 王角,苏中,张月霞. 计算机测量与控制. 2016(04)
[8]兼容型高灵敏捕获算法的硬件实现方案[J]. 刘益芬,金天. 导航定位学报. 2016(01)
[9]浅谈频谱分析仪的原理和计量[J]. 孙艳,姜欣怡. 品牌与标准化. 2016(02)
[10]常用电离层延迟改正模型的对比研究[J]. 管明雷,王英刚,徐威杰,伏天淑,刘志强,周立. 现代测绘. 2016(01)
博士论文
[1]基于GNSS的区域电离层模型研究[D]. 郑敦勇.东南大学 2015
[2]超高速时间交织模数转换器的研究与设计[D]. 李靖.电子科技大学 2014
[3]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
[4]抗差自适应GPS软件接收机的关键技术研究[D]. 苗剑峰.南京航空航天大学 2009
[5]宽频率范围低抖动锁相环的研究与设计[D]. 尹海丰.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]毫米波模拟预失真技术研究[D]. 郭文瑛.电子科技大学 2019
[2]GHz低抖动快速锁定锁相环电路技术研究[D]. 刘俊.西安电子科技大学 2017
[3]卫星导航信号质量监测评估算法研究与系统实现[D]. 俞睿.华中师范大学 2016
[4]北斗二代B1频点弱信号捕获技术研究[D]. 邬梦云.西安电子科技大学 2015
[5]卫星导航信号质量异常模拟技术研究[D]. 于滨凯.哈尔滨工程大学 2015
[6]基于GPS/北斗卫星的列车导航定位研究[D]. 邱望智.北京交通大学 2014
[7]北斗卫星导航系统精密定轨定位分析[D]. 许小龙.辽宁工程技术大学 2014
[8]步进频穿墙雷达数据采集与预处理系统设计与实现[D]. 翁蕊周.国防科学技术大学 2013
[9]基于FPGA的数字中频卡的设计与实现[D]. 刘任斌.湖南大学 2013
[10]减缓黑障的电磁方法研究[D]. 王林.西安电子科技大学 2013
本文编号：3499350
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