论文部分内容阅读
卫星导航系统(GNSS)是目前应用最为广泛的导航系统,但由于其信号容易受到干扰,因此不能把卫星导航系统作为唯一的授时、定位系统,而eLoran系统作为完全独立于GNSS的无线电导航系统,是在传统Loran-C的基础上,增加数据信道的增强型罗兰系统,既可以实现定位也具有授时功能,是目前呼声最高的GNSS备份系统。本论文对eLoran信号处理中的关键技术进行研究。首先,本论文对eLoran系统进行了介绍,包括eLoran系统的定位原理、信号格式、以及数据信道,重点介绍eLoran系统的数据信道,它是eLoran系统相对于Loran-C系统最大的升级。并对eLoran信号处理系统的总体方案及每部分的功能进行了简单介绍,其中数字滤波和天地波识别是eLoran信号处理的关键技术,也是本论文的研究重点。然后,分析了传统结构的数字带通滤波器在eLoran数字滤波中应用的局限性,提出采用内插结构的FIR滤波器,相比于传统结构的FIR滤波器降低了87%的计算量。并针对eLoran信号处理系统中不能获得理想信号的特点,改进了自适应滤波器的结构,将噪声信号作为其中一路输入信号,在eLoran数字滤波单元中应用NLMS自适应滤波算法来抑制频带内的噪声和干扰。利用eLoran信号的相位编码实现信号搜索与捕获。并且针对基于IFFT的天地波识别方法抗噪性较差的问题以及eLoran天地波信号模型的特点,应用Toeplitz矩阵重构协方差阵,将MUSIC算法应用于eLoran信号处理系统的天地波识别中,解决了在低信噪比环境下无法识别天地波的问题。本论文采用波峰峰值比检测法来精确识别信号的到达时间,动态调整周期识别的标准点。最后,本论文针对eLoran系统数据信道的调制、编码方式,详细描述了信号解调、解码方法。针对eLoran信号的ASF时延计算问题,采用米林顿计算方法。采用单台链概位解算与经纬度修正算法相结合的方式,对eLoran信号进行经纬度信息的解算。最终利用显控平台,对本论文所述的eLoran信号处理系统的功能进行了验证评估。