多徑下GNSS無線頻率兼容干擾研究.pdf

1、GNSS無線電頻率兼容是最近十年提出來的新問題，目前它是多國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著世界各國(guó)多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成，完全可以利用多個(gè)GNSS系統(tǒng)進(jìn)行組合為各類用戶提供無縫的全球?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)。GPS及其現(xiàn)代化信號(hào)、GLONASS信號(hào)、Galileo信號(hào)及北斗信號(hào)頻譜在L1頻段上嚴(yán)重重疊，出于系統(tǒng)性能和國(guó)家安全考慮，多個(gè)系統(tǒng)或者信號(hào)之間必須解決兼容問題。雖然國(guó)際電聯(lián)ITU于2007年發(fā)布無線電頻率兼容評(píng)估的文件，但由于傳統(tǒng)的評(píng)估方法忽略多徑干擾的影

2、響，而多徑干擾目前仍是很難被徹底消除的主要誤差源之一，因此傳統(tǒng)方法的評(píng)估結(jié)果不夠精確。本文針對(duì)該問題，考慮多徑干擾的影響，對(duì)等效載噪比及其衰減量的估算解析式進(jìn)行修正，全面系統(tǒng)仿真由系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾引起的等效載噪比及其衰減量在全球范圍的分布情況，得出一些有意義的結(jié)論。本文主要的研究工作內(nèi)容如下:
　　1.建立多徑信號(hào)模型，推導(dǎo)多徑干擾下導(dǎo)航信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度的解析式，并進(jìn)行相應(yīng)的仿真分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于無多徑情

3、況，多徑信號(hào)的功率譜密度多了一個(gè)譜的搬移和一個(gè)功率幅度因子。
　　2.針對(duì)BDS的星座構(gòu)成較為復(fù)雜（由GEO、IGSO和MEO構(gòu)成），文中利用STK工具分別仿真不同軌道衛(wèi)星的星地鏈路損耗，然后再通過MATLAB仿真，將它們對(duì)其他系統(tǒng)的影響組合起來，有效解決了復(fù)雜星座仿真困難的問題。
　　3.推導(dǎo)GNSS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾等效載噪比及其衰減量的解析式，相比于傳統(tǒng)的干擾計(jì)算方法，文中給出較為全面系統(tǒng)的計(jì)算方法，并分別對(duì)無多徑

4、干擾下GPS、Galileo和BDS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，GPS C/A信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)干擾最大，在全球的平均干擾分布為1至1.2dB，對(duì)全球分布情況而言，系統(tǒng)內(nèi)干擾的大小與可見衛(wèi)星數(shù)目成線性關(guān)系;B1信號(hào)受到的總系統(tǒng)間干擾最小，平均值為0.045dB，而E1OS信號(hào)受到的總系統(tǒng)間干擾最大，平均值為0.7dB，因兩者受到的系統(tǒng)間干擾主要來自于GPS，而E1OS信號(hào)與GPS系統(tǒng)內(nèi)各信號(hào)具有相同的中心頻率和相似的調(diào)制方

5、式，這都是導(dǎo)航信號(hào)體制設(shè)計(jì)需要考慮的重要參數(shù)。
　　4.考慮多徑干擾影響，修正GNSS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾等效載噪比及其衰減量的估算解析式，并對(duì)多徑干擾下GPS、Galileo和BDS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多徑干擾對(duì)C/A信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)干擾影響最大，等效載噪比衰減量平均變化約0.7dB，而B1信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)干擾受到的多徑干擾影響最小，平均變化約0.3dB; BDS受到來自其他兩個(gè)干擾系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)間干擾最小