高靈敏度北斗B1I信號捕獲技術(shù)研究.pdf

1、隨著人類活動范圍的擴大，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用于室內(nèi)定位、野外勘測、地震火災(zāi)救援、地理地形測繪等。在這些環(huán)境復(fù)雜的場景中，導(dǎo)航衛(wèi)星的信號會受到諸如多徑反射、障礙物遮擋、寬帶干擾等多方面因素的影響而削弱，致使普通的接收機無法捕獲到上述功率過低的衛(wèi)星信號進行導(dǎo)航定位，限制了導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用。高靈敏度導(dǎo)航衛(wèi)星信號捕獲是研究在弱信號環(huán)境下對導(dǎo)航衛(wèi)星信號進行捕獲的技術(shù)。
　　北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研制、獨立運行的全球?qū)Ш叫l(wèi)

2、星系統(tǒng)。2012年，北斗正式進入商用階段，目前在軌衛(wèi)星19顆，已實現(xiàn)了亞太地區(qū)的導(dǎo)航定位服務(wù)。隨著北斗系統(tǒng)的不斷完善，北斗導(dǎo)航定位終端擁有極為廣闊的市場前景。因此，高靈敏度北斗衛(wèi)星信號捕獲技術(shù)是一項非常具有挑戰(zhàn)性和前瞻性的研究課題。
　　本文首先對北斗二號衛(wèi)星信號的結(jié)構(gòu)和特性進行了分析，包括信號的組成結(jié)構(gòu)、測距碼的產(chǎn)生和性質(zhì)、衛(wèi)星信號的多普勒效應(yīng)以及中頻信號模型等，并設(shè)計實現(xiàn)了北斗中頻信號仿真程序，詳細(xì)介紹了仿真中頻信號的產(chǎn)生流程

3、。然后介紹了導(dǎo)航衛(wèi)星信號的捕獲原理和分別在時域和頻域進行的兩種基本的捕獲方法。
　　其次，實現(xiàn)高靈敏度導(dǎo)航衛(wèi)星信號捕獲主要是對本地復(fù)現(xiàn)信號和接收衛(wèi)星信號的相關(guān)結(jié)果進行積分，根據(jù)累積方式的不同，分為相干積分法、非相干積分法和差分相干積分法，本文詳細(xì)介紹了三種算法的原理，并對其進行了仿真分析，仿真實驗表明由于北斗信號比特反轉(zhuǎn)速率高，使得相干積分的時間不能超過1ms，差分相干積分法也并不適用。本文分析了非相干積分法和全比特法兩種北斗弱信

4、號捕獲方法，對其捕獲性能進行了仿真分析。針對高靈敏度捕獲算法運算量大，運行時間長的問題，提出了一種優(yōu)化方法，使一個測距碼周期的相關(guān)運算可以減少一半的傅里葉逆變換和一半的相乘運算。
　　最后，本文設(shè)計了一種適用于北斗衛(wèi)星 B1I弱信號的捕獲方法，即改進半比特-特征序列法。通過實驗驗證了改進半比特算法的可行性，并詳細(xì)分析了不同長度的NH20碼特征序列的抗干擾能力。使用仿真北斗中頻信號對該方法進行了捕獲實驗，并與非相干積分法和全比特法做