基于窄波束天線的衛(wèi)星導航信號測距性能評估技術研究.pdf

1、衛(wèi)星導航系統(tǒng)實現(xiàn)授時測距和導航定位均是基于導航信號，導航信號質量反映了衛(wèi)星的工作狀態(tài)，也直接影響著各類導航應用。因此，導航信號質量監(jiān)測成為了在軌測試、長期監(jiān)測和系統(tǒng)現(xiàn)代化設計中的重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)外導航信號質量監(jiān)測的指標多沿用傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的指標，但導航信號有其自身的特性，最終是為用戶提供定位、授時、測速等應用服務，用戶應用性能是衡量衛(wèi)星導航系統(tǒng)服務質量的根本要素，導航信號質量監(jiān)測也應該緊扣用戶應用性能。本文以此為背景，從導航信號質量監(jiān)

2、測的實際需求出發(fā)，對導航信號測距性能的相關問題進行了初步研究。具體的研究內(nèi)容有:
　　首先對導航信號測距方法和信號畸變對測距性能的影響進行了研究。首先給出了導航信號的結構特性以及各類信號調(diào)制方式。其次給出了導航信號的測距性能評估流程，介紹了傳統(tǒng)的信號處理算法以及針對BOC(binaryoffsetcarrier)信號多峰特性而設計的幾種跟蹤算法，給出了測距性能的評估方法。最后，給出了信號畸變模型并評估了不同的信號畸變對BPSK(b

3、inaryphaseshiftkeying)信號、BOC信號及MBOC(multiplexedbinaryoffsetcarrier)信號的測距性能的影響。
　　其次對用于窄波束天線的衛(wèi)星軌道預報方法進行了研究。在評估導航信號測距性能之前，為了避免多徑和干擾的影響，需要借助窄波束天線對導航信號進行高載噪比接收，地面天線伺服系統(tǒng)預報衛(wèi)星相對天線的實時仰角和方位角可實現(xiàn)窄波束天線對衛(wèi)星的自動跟蹤。本文給出了幾種衛(wèi)星軌道預報的方法，并對

4、其角度預報精度進行了比較，實驗結果表明，采用雙行星歷結合SDP4(simplifieddeep-spaceperturbations)模型進行軌道預報滿足精度要求，且時間有效性長、通用性好，具備實際應用價值。
　　再次，結合衛(wèi)星軌道預報方法的研究成果實現(xiàn)了窄波束天線對導航衛(wèi)星的實時跟蹤。結合測距性能評估方法的研究成果對各個系統(tǒng)的在軌信號進行了測距性能評估。評估結果表明，在當前測試條件下，北斗系統(tǒng)B2頻點和B3頻點的測距性能較好。<