“北斗二號(hào)”民用軟件接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三大組成部分之一衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的主要任務(wù)是對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、接收，完成觀測(cè)量提取及定位解算等功能。軟件無(wú)線電是無(wú)線電發(fā)展的終極目標(biāo)，它具有硬件的開(kāi)放性、軟件的可編程性和功能的兼容性等優(yōu)點(diǎn)。本文以“北斗二號(hào)”民用軟件接收機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法及關(guān)鍵技術(shù)為中心，對(duì)軟件接收機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、信號(hào)采集、偽碼捕獲、偽碼/載波跟蹤、抗多徑等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，得出了軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的可行方案。論文的主要工作有：
　　 在

2、分析了BOC信號(hào)調(diào)制原理及其相關(guān)函數(shù)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究了MBOC(6，1，1/11)和AltBOC(15，10)信號(hào)的生成方式、功率譜密度及其相關(guān)函數(shù)特點(diǎn)，推導(dǎo)證明了AltBOC(15，10)信號(hào)的四路BPSK信號(hào)復(fù)用本質(zhì)，為“北斗二號(hào)”民用軟件接收機(jī)前端規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　 基于軟件無(wú)線電思想設(shè)計(jì)了“北斗二號(hào)”雙頻民用接收機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)其關(guān)鍵模塊進(jìn)行了分析規(guī)劃并選取了軟件接收機(jī)滿足直接射頻采樣要求的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；推導(dǎo)了帶通采樣

3、原理并對(duì)帶通采樣方式進(jìn)行了分析；提出了“北斗二號(hào)”雙頻民用信號(hào)不重疊射頻帶通采樣最小采樣頻率的選取方法和步驟。
　　 針對(duì)軟件接收機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)碼捕獲的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)基于FFT的偽碼/載波并行捕獲方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于FFT多普勒補(bǔ)償?shù)碾p并行捕獲方法，能夠在對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行一次FFT變換的情況下同時(shí)完成載波和多普勒頻移的二維搜索，大大加快了衛(wèi)星信號(hào)的捕獲速度；考慮到寬帶方式在接收機(jī)復(fù)雜度、功耗和多模接收等方面的弊端和局限，確定了Alt

4、BOC(15，10)信號(hào)的單邊帶接收方式，提出將Tong算法作為軟件接收機(jī)的捕獲判決策略。
　　 為了消除MBOC(6，1，1/11)信號(hào)由于相關(guān)函數(shù)存在多峰而造成的捕獲跟蹤模糊度問(wèn)題，基于ASPeCT技術(shù)分別對(duì)其FFT捕獲電路和非相干DLL鑒相器進(jìn)行了改進(jìn)；推導(dǎo)了基于ASPeCT的DLL歸一化鑒相算法，分析了帶寬和超前滯后碼間隔對(duì)MBOC(6，1，1/11)信號(hào)和單邊帶AltBOC(15，10)信號(hào)非相干碼鑒相器輸出方差的影響

5、。
　　 建立了多徑干擾的數(shù)學(xué)模型，分別推出了BOC(1，1)信號(hào)和單邊帶AltBOC(15，10)信號(hào)的超前減滯后功率和點(diǎn)積碼鑒相器在相對(duì)直達(dá)信號(hào)幅度為0.5的單路多徑的誤差包絡(luò)，并對(duì)窄相關(guān)抗多徑技術(shù)的原理及其局限性進(jìn)行了分析；采用MEDLL技術(shù)作為軟件接收機(jī)的抗多徑技術(shù)，提出了基于最小二乘法的MEDLL實(shí)現(xiàn)方法，該方法在具有低復(fù)雜度的同時(shí)可以很好地消除民用信號(hào)的多徑干擾。
　　 對(duì)二階Costas環(huán)和純PLL的動(dòng)態(tài)性