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为了获得更高的定位精度和抗多径性能,伽利略系统采用BOC(二进制偏置载波,Binary Offset Carrier)做为其新的调制方式,BOC信号也是GPS现代化改造中的一个特点。
E1频带是伽利略开放导航服务信号中的重要部分,其调制方案为CBOC(复合BOC,Composite BOC)。高比特反转速率造成同步中的另一个问题,因此有必要在接收端开发新的信号处理方法。
随着导航定位服务在日常生活中越来越多的应用,GNSS(全球导航卫星系统)功能趋向被集成到手持终端,这就要求GNSS很多情况下工作在室内环境中。因此,高灵敏度接收机是GNSS大众化使用的关键。另一方面,AGNSS(Assisted GNSS,辅助GNSS)将帮助接收机以更有效的方式工作。
文章首先介绍GNSS基本原理,概述接收机实现导航服务的过程。接下来,对E1信号特性分析,包括信号调制和码格式,而这些特点将影响捕获和跟踪策略的选择。
在AGNSS中,由于导航电文可通过蜂窝移动通信系统获得,捕获成为高灵敏度接收机的关键技术。积分时间的延长是获得灵敏度提高的主要手段,由于相干积分的限制,相干积分和非相干积分的结合是通常采用的方案。多试验检测如Tong搜索可进一步改善接收机性能。
根据选择的算法,我们设计了捕获电路,其中积分时间和搜索范围是可配置的。文章将分析其工作过程并进一步给出仿真的结果。
信号跟踪包括载波跟踪和码跟踪,接收机要求能够工作在动态环境中。锁频环辅助锁相环被采用,同时载波环路为码跟踪环路提供辅助信号。环路滤波器的阶数和带宽决定了其动态响应和噪声抖动,并进一步决定了环路跟踪门限。
CBOC信号相关函数包络上的多峰给码相位鉴相器带来了挑战。针对BOC(1,1)的解决办法并不总是适合CBOC信号,需要进一步的修改。文中提出了一种基于旁瓣消除的方法,其中CBOC信号优势被保留。最后完成了跟踪通道的设计并给出了各模块的设计细节。
本文基于频域FFT并行捕获算法,完成单通道捕获电路的实现,经调试,电路各模块正确执行所预期的功能并整体正常工作.另一方面,本文初步搭建了基本的无码跟踪误锁点的跟踪通道,该通道利用CBOC信号具有改进的抗多径性能,并能够对频率加速度信号实现无偏的跟踪.