北斗接收機(jī)基帶信號(hào)處理算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS，Global Navigation Satellite System）的發(fā)展日新月異，已成為發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家空間領(lǐng)土、科技水平和軍事博弈的重要戰(zhàn)場(chǎng)，美國(guó)的GPS（Global Positioning System）、俄羅斯的 GLONASS、歐洲的 GALILEO、中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System）等在GNSS中占有重要地位。北斗系統(tǒng)經(jīng)

2、過(guò)長(zhǎng)足的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展到實(shí)現(xiàn)亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和短報(bào)文通信全覆蓋，提供給授權(quán)用戶和開(kāi)放用戶多種用戶體驗(yàn)，支持大批量的用戶實(shí)現(xiàn)較為精密的定位和導(dǎo)航服務(wù)，并計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。但是隨著服務(wù)領(lǐng)域的日益增多，用戶對(duì)定位導(dǎo)航精度和速度要求的不斷提升，接收機(jī)所處惡劣環(huán)境的不斷增多，都給各系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要機(jī)遇，也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，因此研究定位導(dǎo)航接收機(jī)基帶信號(hào)處理算法，提高接收機(jī)定位導(dǎo)航性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和巨大發(fā)展空間。

3、　　北斗接收機(jī)是北斗系統(tǒng)在用戶端的重要平臺(tái)，用戶接收衛(wèi)星信號(hào)，到最終完成定位導(dǎo)航解算，生成定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)或完成其他輔助功能都是在接收機(jī)這一層面實(shí)現(xiàn)。各系統(tǒng)在不斷優(yōu)化發(fā)展中提高導(dǎo)航定位性能，常用的改進(jìn)信號(hào)體制方法涉及全局規(guī)劃，較難實(shí)現(xiàn)；優(yōu)化天線選址受地形影響較大；創(chuàng)新天線設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的硬件損耗。本文主要研究北斗接收機(jī)基帶信號(hào)處理中捕獲和跟蹤兩個(gè)重要信號(hào)處理過(guò)程的優(yōu)化和改進(jìn)，先后詳細(xì)分析了北斗系統(tǒng)定位原理、信號(hào)構(gòu)成、系統(tǒng)組成和接收機(jī)工作原理，

4、北斗接收機(jī)的捕獲原理，以及捕獲領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　針對(duì)城市環(huán)境中干擾信號(hào)多，對(duì)北斗系統(tǒng)捕獲衛(wèi)星信號(hào)帶來(lái)的影響，本文提出了基于小波變換的北斗系統(tǒng)抗干擾捕獲算法，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)積分和差分累加，使用 Meyer小波進(jìn)行分解，而后比較分解后各頻段的能量，通過(guò)比較結(jié)果確定窄帶噪聲所在頻帶，將噪聲所在頻帶的系數(shù)進(jìn)行衰減，最后重構(gòu)信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)窄帶干擾的剔除。實(shí)驗(yàn)仿真證明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)單天線情況下抵抗窄帶連續(xù)波干擾，接收機(jī)捕獲增益平

5、均提高5dB。
　　同時(shí)，針對(duì)城市高樓林立的狹窄街道環(huán)境，北斗接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)常常被遮擋，導(dǎo)致跟蹤環(huán)路失鎖而不能正常解算導(dǎo)航數(shù)據(jù)的問(wèn)題，本文提出了基于改進(jìn)的擴(kuò)展卡爾曼濾波器的矢量跟蹤算法，通過(guò)耦合各通道的信號(hào)特征，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)信號(hào)輔助弱信號(hào)跟蹤，從而在衛(wèi)星信號(hào)被遮擋的情況下依然保持較為精準(zhǔn)的定位。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在城市街道環(huán)境中，北斗接收機(jī)接收可見(jiàn)星數(shù)量不足4顆時(shí)，本文算法依然能實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的定位。
　　本文在改進(jìn)接收機(jī)基帶信號(hào)處理層