現(xiàn)代化衛(wèi)星導航信號下基于碼相關參考波形設計的多徑抑制技術.pdf

1、由于覆蓋廣、全天候和精度高等特點，全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛，催生出現(xiàn)代化GPS、Galileo以及北斗等現(xiàn)代衛(wèi)星導航系統(tǒng)?，F(xiàn)代衛(wèi)星導航系統(tǒng)采用了大量的BOC類調(diào)制信號，能夠有效提高頻譜利用率。但BOC信號相關峰存在旁峰，帶來了跟蹤模糊度問題。另一方面，隨著衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展，電離層誤差、鐘差、軌道誤差等誤差已隨數(shù)學模型的改進及使用多頻信號差分等手段逐漸降低，在現(xiàn)代衛(wèi)星導航系統(tǒng)的誤差源中，多徑仍將占據(jù)主導地位。
　　

2、論文針對現(xiàn)有信號體制的BPSK及BOC類信號下基于碼相關參考波形的多徑抑制技術進行了系統(tǒng)研究，創(chuàng)新點及取得的成果具體如下：
　　1)針對傳統(tǒng)的參考波形無法有效抑制短延遲多徑的缺點，提出一種基于最優(yōu)多徑抑制鑒別曲線線性化的改進的多徑抑制鑒別曲線，并設計出相應的多徑抑制參考波形，能夠有效改善對短延遲多徑的抑制性能。設計的多徑抑制參考波形能夠在保持牽引范圍不變的前提下獲得較高的鑒相器增益，跟蹤精度及多徑抑制性能優(yōu)于傳統(tǒng)參考波形。前端帶寬

3、為10.23MHz時，與傳統(tǒng)的參考波形相比，本文提出的多徑抑制參考波形以采樣率提高1倍、量化bit位數(shù)增加1位為代價，多徑誤差包絡面積降低為原來的40.93％。
　　2)針對傳統(tǒng)的參考波形在BOC(1,1)信號下鑒別曲線存在錯鎖點從而導致跟蹤模糊度的問題，設計了逐碼片生成方式下的雙極性無模糊參考波形，有效消除了跟蹤模糊度。通過在傳統(tǒng)的 W4參考波形的基礎上增加額外的基本矩形波，構造出無錯鎖點的鑒相函數(shù)，解決了跟蹤模糊度問題。該參考

4、波形能夠有效在無模糊跟蹤、多徑抑制、碼跟蹤誤差方差、設計復雜度之間取得折中，多徑抑制性能和碼跟蹤誤差方差均與傳統(tǒng)的 W2波形相當，波形簡單，采用1bit量化，易于工程實現(xiàn)，且無需峰跳法的輔助，有效降低了硬件復雜度和計算復雜度。
　　3)針對當前高階 BOC信號無模糊接收技術無法有效抑制中遠延遲多徑的問題，提出雙環(huán)路與參考波形聯(lián)合技術以及邊帶與參考波形聯(lián)合技術，解決了高階BOC信號多徑抑制的技術難題。將碼參考波形技術應用于雙環(huán)路法中

5、的碼跟蹤環(huán)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的窄相關結(jié)構，多徑誤差包絡面積降低為原來的39.90%；根據(jù)高階BOC和 BOCc信號的特點，設計出三種無模糊的多徑抑制參考波形，并通過上下邊帶法構造出準時支路，得到無錯鎖點且多徑抑制性能較為理想的非相干鑒別器，能夠有效抑制中遠距離延遲的多徑，且與傳統(tǒng)接收方法相比，該方法對前端帶寬要求較低，在前端帶寬較窄的情況下即可獲得較為理想的性能。
　　4)針對當前 MBOC信號多徑抑制技術舍棄 BOC(6,1)分量造成跟

6、蹤性能下降的不足，對MBOC信號中的BOC(6,1)分量進行了針對性處理，提出了基于雙參考波形的無模糊多徑抑制接收技術。對于 TMBOC信號，兩種參考波形以時分復用的形式分別跟蹤BOC(1,1)及BOC(6,1)分量；對于CBOC信號，接收的CBOC信號分別與本地 BOC(1,1)復制信號及兩路參考波形信號相關，并對相關值進行線性組合，構造出無模糊的鑒別曲線。兩種方法均利用了 BOC(6,1)分量，充分發(fā)揮了MBOC信號相對于純BOC(