非合作卫星信号参数估计方法研究

发布时间：2024-03-01 06:00

　　信号感知是太空态势感知的重要手段,通过对卫星下行信号分析可以对信号源进行探测、识别、跟踪和状态监控,对准确把握信号源的特征属性、位置、状态等信息发挥着十分重要的作用。随着现代通信技术发展,卫星信号源设计更加复杂。在无任何先验信息情况下,复杂噪底和低信噪比的信号检测和分析已经成为难点问题。本文针对上述困难和挑战做出了如下研究工作:(1)复杂噪底宽带信号自动检测和分离方法研究根据子带信号在频域的幅度分布特征,提出了复杂噪底下的宽带功率谱检测方法——分布式局部拓展方法。论文依据概率理论推导了阈值参数优选方法,利用实际海事卫星数据进行验证,结果表明在采用相同参数设置下,本文方法的误警率相比于LADACC方法降低了75%。(2)短时非连续信号瞬时同步参数估计研究了短时信号载波频率、载波相位、码频率和码相位同步参数估计方法,仿真分析了信噪比等因素对各方法估计精度影响。基于联合码频率和码相位构造优化函数,提出了新的码频率估计方法,仿真验证了该方法比基于小波的方法具有10倍以上精度提升。在已知码频率情况下,利用联合码频率和码相位优化函数,给出码相位解析解数学推导。经仿真验证在低信噪比时本文方法相比于L...

【文章页数】：197 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语
第1章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 技术发展及研究现状
        1.2.1 卫星类型及特点
        1.2.2 通信信号发展及现状
        1.2.3 信号分析技术的发展
    1.3 主要内容和结构安排
第2章 复杂噪底的功率谱检测
    2.1 信号检测分离问题
    2.2 检测方法梳理
    2.3 分布式局部扩展方法
        2.3.1 功率谱预处理
        2.3.2 局部拓展检测
        2.3.3 算法整体介绍
    2.4 算法参数理论分析
        2.4.1 理论模型基础
        2.4.2 算法过程理论分析
        2.4.3 理论公式化简
    2.5 仿真验证和算法效果对比
        2.5.1 理论的仿真验证
        2.5.2 实际信号的检测效果对比
    2.6 本章小结
第3章 同步参数瞬时估计
    3.1 载波频率估计算法分析
        3.1.1 单载波信号频率估计方法
        3.1.2 调制信号频率估计方法
    3.2 载波初始相位估计算法分析
        3.2.1 估计算法机理
        3.2.2 算法对比分析
    3.3 码频率估计算法分析
        3.3.1 基于频域的估计方法
        3.3.2 基于优化函数的估计方法
        3.3.3 算法对比分析
    3.4 码相位算法分析
        3.4.1 码相位算法分析
        3.4.2 数值仿真实验
    3.5 本章小结
第4章 调制特征参数精细估计
    4.1 QPSK正交偏差参数估计
        4.1.1 QPSK正交偏差模型
        4.1.2 QPSK正交偏差估计方法
        4.1.3 仿真与验证
    4.2 USB测控信号调制指数估计
        4.2.1 USB测控信号模型
        4.2.2 调制指数估计方法
        4.2.3 仿真与验证
    4.3 本章小结
第5章 同步参数连续估计
    5.1 连续信号载波跟踪
        5.1.1 载波鉴相改进方法
        5.1.2 改进方法性能分析
    5.2 连续信号码跟踪
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 多码周期平均的GAD方法
        5.2.3 分段积分码跟踪方法
        5.2.4 基于数值实验的性能分析
    5.3 载波和码相位的联合定位方法
        5.3.1 观测量的获取和分析
        5.3.2 联合载波相位和码相位定位
        5.3.3 仿真实验
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 论文的成果及创新点
    6.2 未来的工作展望
参考文献
附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
附录 E
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3915524