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随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的快速发展,二进制偏移载波调制(Binary Offset Carrier, BOC)信号的无模糊接收和导航信号的码片波形设计成为该领域关注的热点问题。导航信号的自相关函数(Autocorrelation Function,ACF)影响GNSS系统的性能。BOC信号由于其具有分裂式频谱,使其具备相对更好的码跟踪精度,抗多径干扰能力以及与其它导航信号的兼容性;但由于BOC的ACF呈现多峰性使其存在捕获和跟踪模糊问题,减轻或消除BOC信号捕获跟踪中存在的模糊,是有效发挥BOC信号固有的高精度和抗多径优点的前提条件。码片波形决定了导航信号的ACF和功率谱,从而影响到测距精度和抗多径干扰能力,也是导航信号设计的关键部分。本文针对这两个问题取得的主要成果如下:(1).针对余弦相位BOC (Cosine phased BOC, CosBOC)信号提出了一种有效的抑制副峰,减轻模糊的方法。本文基于抵消相关函数副峰的目的设计了本地辅助信号的码片波形,利用该辅助信号与接收的CosBOC信号的互相关函数来抵消本地复现信号与接收的CosBOC信号的相关函数的副峰,获得的捕获函数中仅剩两个正副峰,且主副峰幅度比显著增大,再联合经典峰跳(Bump Jump, BJ)方法来区别主峰与副峰。该方法的捕获概率有所下降,优点是减轻模糊的能力好于单纯使用BJ算法,且调制阶数越大改善程度越明显,对于CosBOC(15,2.5),在主峰跟踪概率为0.9时,该方法需要的信噪比低于单纯使用BJ算法约4dB;且在多径干扰环境下,该方法的主峰跟踪概率也整体上优于单纯使用BJ方法。(2).提出了一种基于伪相关方法(Pseudo Correlation Function, PCF)的本地参考信号码片波形设计方法,推导出获得的单峰特性的伪相关函数的数学表达式,着重分析了该方法的跟踪和抗多径性能与本地参考波形宽度因子关系。该方法从根本上解决了BOC信号码跟踪模糊问题。随着本地参考信号码片波形的宽度因子增加,跟踪精度也逐步提高;当宽度因子为1,载噪比大于30dB-Hz时,该方法的跟踪精度接近假设无模糊问题时的传统码跟踪方法精度。该方法对于延迟较长的多径信号抑制能力优于传统方法,当多径延迟大于0.3chip时多径误差为零。(3).研究表明SinBOC(1,1)和MBOC(6,1,1/11)信号的ACF与其绝对值的之和可以消除副峰。将传统相干超前减滞后跟踪环路中的相关输出用该相关输出与其绝对值之和来代替,解决了SinBOC(1,1)和MBOC(6,1,1/11)信号的跟踪模糊问题,且由于其保留了原相关函数的尖锐主峰,从而保证了其较好的跟踪精度和抗多径能力,其性能均优于BOC-PRN相干处理方法。(4).根据导航信号的需求,分析了将在时域上集中分布同时在频域上能量最大化集中在某个频段的长椭圆球波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWF)作为一种新的卫星导航信号码片波形的可行性。给出了该码片波形的相关函数和功率谱特征,并对比分析了PSWF码片波形与带限BOC调制码片波形用在卫星导航定位时的码跟踪精度和抗多径干扰性能。结果表明:当码速率一定,且在合适的带宽下,PSWF码片波形具有比带限BOC码片波形好的跟踪性能和抗多径能力。