北斗二代中频信号仿真与捕获算法研究

发布时间：2024-03-15 03:43

　　作为四大导航系统之一的北斗导航已经全面的为用户提供导航定位,北斗导航作为我国自主知识产权的导航卫星,其目前涉及到的领域有交通、农业、渔业、军事等方面。导航为我们带来了许多的方便快捷,并且推动着社会向前发展。用户有时接收导航信号并不是很理想,例如在室内、森林和高楼大厦的城市中,遮挡衰减较为严重,接收机将无法捕获到导航信号。近几年针对强噪声背景下的高灵敏度捕获成为导航信号主要的研究方向。本文将以强噪声为背景对微弱的导航信号提取为出发点,围绕接收机的捕获算法展开研究。本文以北斗二代B1频段的中频信号的产生原理作为研究背景,并在该原理的基础上,利用simulink搭建了北斗导航信号仿真平台。通过各模块的参数调节,可以得到不同的模拟导航信号,其次分析了北斗导航信号的传统捕获原理,通过不同信噪比和积分时间对传统捕获算法进行仿真验证,得出了在低信噪比下,传统捕获算法的捕获性能较差,而在相同信噪比下,积分时间的增加对传统捕获有一定的增益效果,但是相应的运算量也会增加。然后研究了应用于微弱信号检测的随机共振的方法,该方法主要针对于周期性的微弱信号,并且产生随机共振现象的三要素为非线性系统、周期信号和噪声...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 导航信号捕获的国内外研究现状
    1.3 随机共振的国内外研究现状
    1.4 主要研究内容与章节安排
2 北斗卫星导航信号结构与捕获
    2.1 北斗导航系统概述
    2.2 北斗二代信号结构
        2.2.1 北斗二代信号的调制结构
        2.2.2 北斗二代B1频段信号的基本特性
        2.2.3 北斗二代信号的测距码结构
        2.2.4 北斗二代导航电文的二次编码
    2.3 北斗二代信号传统捕获
        2.3.1 串行捕获算法
        2.3.2 并行频率捕获算法
        2.3.3 并行码相位捕获算法
    2.4 本章小结
3 随机共振算法
    3.1 双稳态SR的基本理论
        3.1.1 郎之万方程和福克-普朗克方程
        3.1.2 双稳态随机共振的数学模型
    3.2 随机共振性能指标
        3.2.1 信号的输出功率谱
        3.2.2 信号的信噪比
    3.3 小信号驱动的双稳态SR系统与仿真分析
    3.4 二次采样SR与大频率信号检测
        3.4.1 二次采样SR基本理论
        3.4.2 自适应二次采样SR仿真分析
    3.5 级联双稳态随机共振
    3.6 本章小结
4 模拟“北斗二代”信号与捕获仿真
    4.1 simulink仿真北斗二代导航信号
        4.1.1 测距码生成模块
        4.1.2 数据码生成模块
        4.1.3 NH码生成模块
        4.1.4 噪声源模块
        4.1.5 单颗北斗导航信号仿真
    4.2 传统捕获方法仿真验证分析
        4.2.1 串行捕获算法验证分析
        4.2.2 并行频率捕获算法验证分析
        4.2.3 并行码相位捕获算法验证分析
    4.3 基于SR捕获的“北斗二代”信号捕获分析
        4.3.1 捕获原理框图
        4.3.2 仿真性能数据分析
        4.3.3 捕获概率对比
    4.4 基于级联双稳态SR捕获
        4.4.1 捕获原理分析
        4.4.2 仿真性能分析
        4.4.3 捕获概率对比
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3928502