基于高軌星載接收機的BDS-GPS弱信號捕獲技術(shù)研究.pdf

1、地球高軌道(High-Altitude Orbit)包括地球靜止軌道(Geostationary Orbit，GEO)和大橢圓軌道(Highly Eccentric Orbit，HEO)等，其軌道最大高度一般高于20000km。現(xiàn)代社會，高軌衛(wèi)星在通信、導(dǎo)航、氣象、預(yù)警等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，高軌自主導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)成為我國迫切需要發(fā)展的航天新技術(shù)之一，在高軌航天器上使用導(dǎo)航接收機成為各類工程應(yīng)用的熱點。當(dāng)軌道高度高于導(dǎo)航星座時，接收

2、機將只能接收來自地球另一邊的導(dǎo)航信號。由于需要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射天線的低增益旁瓣信號，再加上地球阻擋、信號自由空間損耗加大、發(fā)射天線增益降低等因素，導(dǎo)航衛(wèi)星對于用戶星的可見性和信號強度將會變差，接收機的接收功率將比普通星載接收機功率低10dB以上。高軌接收機若采用常規(guī)設(shè)計手段，將導(dǎo)致其可用衛(wèi)星數(shù)目低于四顆而影響定位。
　　為了確定高軌弱信號捕獲的技術(shù)指標，本文對高軌接收BDS/GPS信號特性進行了仿真，將本文捕獲算法的接收功率門限設(shè)

3、置為-175dBW。針對高軌接收導(dǎo)航信號功率微弱的問題，開展高軌BDS/GPS弱信號捕獲技術(shù)研究。在信號搜索方式方面，本文詳細比較分析了線性搜索、基于FFT的并行頻率搜索和基于FFT的并行碼相位搜索的差別；在增益累積方式上，本文對相干累積、非相干累積和差分相干累積進行了比較分析；在消除數(shù)據(jù)碼相位跳變方面，本文介紹了半比特和全比特累積方法。本文通過比較分析已有的各種算法之間的差別和各自優(yōu)勢，為后續(xù)弱信號捕獲方案的確定提供理論依據(jù)。在對BD

4、S信號分析時發(fā)現(xiàn)，BDS由于存在的二次編碼—NH碼，使得信號在積分時無法進行長時間相干累積，目前文獻中關(guān)于NH碼限制累積長度的研究很少。本文在分析調(diào)制NH碼的20ms數(shù)據(jù)疊加碼自相關(guān)特性基礎(chǔ)上，結(jié)合消除導(dǎo)航電文翻轉(zhuǎn)的方法，對20ms數(shù)據(jù)采取改進的差分相干累積算法來提高BDS的弱信號處理增益，并對GPS信號做相同的處理，完成BDS/GPS弱信號的捕獲。
　　在仿真本文算法的同時，本文還仿真了其他的算法，通過對比分析，驗證了本文算法在