北斗接收機(jī)跟蹤算法研究以及應(yīng)用實(shí)現(xiàn).pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以提供全天候定位、導(dǎo)航和授時(shí)等多項(xiàng)服務(wù)。加速北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，北斗接收機(jī)的算法研究以及應(yīng)用設(shè)計(jì)是兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
　　跟蹤是導(dǎo)航接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理的必要過(guò)程，只有在接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤鎖定時(shí)，才可以解調(diào)出導(dǎo)航信息繼而進(jìn)行定位解算。當(dāng)衛(wèi)星與接收機(jī)之間存在高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的多普勒頻移，而相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的變化會(huì)使已經(jīng)進(jìn)入跟蹤階段的信號(hào)頻率產(chǎn)生變化，當(dāng)頻率變化超過(guò)了跟蹤環(huán)

2、路的牽引范圍時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致跟蹤失鎖而無(wú)法導(dǎo)航定位。因此，高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的信號(hào)跟蹤是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性和研究?jī)r(jià)值的方向。
　　本文首先分析了北斗衛(wèi)星的信號(hào)結(jié)構(gòu)、仿真北斗中頻信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程，然后分析了高動(dòng)態(tài)給衛(wèi)星信號(hào)跟蹤帶來(lái)的影響，詳細(xì)介紹了 Costas鎖相環(huán)的三種鑒相方法、鎖頻環(huán)的三種叉積鑒頻方法以及碼跟蹤環(huán)的三種碼鑒相方法，分別對(duì)這些方法進(jìn)行仿真以及性能比較。之后，本文詳細(xì)闡述了環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器的工作原理和設(shè)計(jì)方法，同時(shí)在對(duì)跟蹤環(huán)

3、路中測(cè)量誤差仿真研究的基礎(chǔ)上，分析了跟蹤門(mén)限的設(shè)置，以及環(huán)路帶寬選取方法，從而確定了可以滿足高動(dòng)態(tài)跟蹤的環(huán)路帶寬范圍。
　　在上述分析基礎(chǔ)上，文中提出了一種在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的跟蹤方法，即首先由四相鑒頻器進(jìn)行快速頻率牽引，縮小頻差，使其進(jìn)入鎖頻環(huán)工作范圍，再由鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)進(jìn)行精確跟蹤。其中鎖頻環(huán)對(duì)鎖相環(huán)的輔助有并行和串行輔助兩種方式，本文通過(guò)北斗中頻信號(hào)仿真程序產(chǎn)生高動(dòng)態(tài)環(huán)境下存在的固定頻率、頻率突變、頻率一次斜升和頻率二次斜升四

4、種類(lèi)型的信號(hào)，在四項(xiàng)鑒頻器牽引下，用鎖頻環(huán)并行和串行輔助鎖相環(huán)的兩種方法分別對(duì)這四種信號(hào)進(jìn)行跟蹤實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的可行性，并在對(duì)該方法在鎖頻環(huán)兩種不同輔助方式下的跟蹤性能進(jìn)行對(duì)比分析基礎(chǔ)上，對(duì)兩種不同輔助方法的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行說(shuō)明。
　　最后，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于北斗的信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)北斗系統(tǒng)獲取當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度和時(shí)間，實(shí)時(shí)標(biāo)記系統(tǒng)采集到的溫濕度和粉塵值，并可將這些信息傳送到服務(wù)器端便于對(duì)數(shù)據(jù)的后續(xù)研究分析。根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)了M