多頻段GNSS信號兼容技術(shù)研究.pdf

1、美國全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System,GPS）的建成給世界的導(dǎo)航、定位與授時技術(shù)帶來了巨大變革，俄羅斯，歐洲，中國也相繼發(fā)展各自獨立的L頻段全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）。與L頻段GNSS信號相比，C頻段信號具有抗電離層影響和抗多路徑性能好的優(yōu)點，能夠為對信號質(zhì)量要求高的航空、金融和電力等國家重要部門和行業(yè)提供更加安全的服務(wù)性能，而S頻段

2、導(dǎo)航服務(wù)易與該頻段上其它移動和無線服務(wù)融合的優(yōu)勢同樣引起了各國對S頻段GNSS的開發(fā)和建設(shè)，未來C、S頻段上多個導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)信號共存同樣不容忽視，各頻段上射頻信號干擾不可避免，因此開展多頻段GNSS信號的兼容性技術(shù)研究對于L、C、S頻段導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展意義重大。本文以863主題項目課題“GNSS兼容互用技術(shù)及新型信號體制研究”和專項課題“GNSS L/S/C頻段兼容性分析研究”的研究內(nèi)容為基礎(chǔ)，對L、C、S頻段GNSS信號的兼容性

3、進行全面理論分析和仿真驗證，并完善GNSS信號與帶外射頻信號的兼容性分析技術(shù)，深入研究GNSS信號信號調(diào)制和擴頻碼的設(shè)計技術(shù)，分析調(diào)制信號對兼容性的影響，并提出擴頻碼的設(shè)計新方法和擴頻碼兼容性分析概念。
　　本文研究內(nèi)容主要分為以下4個方面：
　?。?）全面分析GNSS信號兼容評估的模型和方法，分別構(gòu)建基于頻譜分離系數(shù)（Spectral Sepration Coefficient,SSC）和碼跟蹤譜靈敏度系數(shù)（Code Tr

4、acking Spctral Sensitivity Coefficient,CT_SSC）的兼容評估模型，確立有效載噪比衰減作為L、C、S頻段GNSS信號兼容評估的通用方法，仿真計算各頻段兼容性，并對結(jié)果進行評估。
　?。?）分析L、C、S頻段GNSS信號和相鄰射頻信號的干擾特征，確定干擾評估的模型和方法，并進行干擾評估，包括L頻段GNSS信號和射電天文（Radio Astronomy,RA）的干擾評估；C頻段GNSS信號和RA

5、，以及微波著陸系統(tǒng)（Micowave Landing System,MLS）的干擾評估；S頻段GNSS信號和Globalstar系統(tǒng)，固定業(yè)務(wù)（Fixed Service,FS），以及全球微波互聯(lián)接入（Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX）的干擾評估。
　?。?）分析GNSS信號的波形調(diào)制，提出C頻段采用最小頻移鍵控及二進制編碼符號（Minimum Shift

6、Keying-Binary Code Symbol,MSK-BCS）調(diào)制波形的兼容性優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)航信號調(diào)制波形，而 S頻段采用一般二進制偏移載波調(diào)制（Generalised Binary Offset Carrier,GBOC）調(diào)制波形時，兼容性能也有所改善。
　?。?）基于Weil序列生成與GPS L1C信號的擴頻碼奇偶自互相關(guān)性能相當(dāng)?shù)?0230長度擴頻碼序列，提出一種新型擴頻碼生成方法，并通過優(yōu)化算法獲得100組優(yōu)良性能的長度

7、為4092的擴頻碼；針對L頻段GNSS信號中心頻點重疊嚴(yán)重問題，以擴頻碼的相關(guān)特性為基礎(chǔ)提出GNSS信號擴頻碼兼容評估概念，給出評估參數(shù)，建立擴頻碼兼容分析的數(shù)學(xué)模型和接收機模型，并對GNSS信號的擴頻碼進行兼容評估。
　　本文研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下方面：
　　（1）采用通用評估方法，對L、C、S頻段GNSS系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間信號進行兼容評估；對L、C、S頻段GNSS信號與所有相鄰頻段射頻信號進行干擾評估。
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