论文部分内容阅读
目前卫星导航定位系统由单GPS时代进入GNSS多系统时代,全球卫星导航系统包括:美国的GPS、欧洲的GALILEO、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗,区域卫星导航系统有日本的QZSS、印度的IRNSS等。频谱资源有限,信号的不断增多导致系统内和系统间的干扰,BOC调制技术为解决系统兼容已作为各大卫星导航系统建设的发展方向。本文展开了BOC信号基带处理技术研究,论文主要研究工作归纳如下:BOC调制信号的原理与特性的研究。简述了GNSS多系统时代下的系统兼容,BOC调制技术在卫星导航定位系统的应用和发展。研究了BOC调制原理,分析该调制信号的自相关和频谱特性。基于IS-GPS-800文件仿真分析GPS L1C信号,并研究该信号自相关与频谱特性、次级码相关性,重点分析GPS L1C信号的RMS带宽、频谱分离系数和有效矩形带宽等重要参数,结果表明:GPS L1C信号相比传统信号具有更好的跟踪精度和抗干扰性能。BOC信号的无模糊度捕获算法的研究,简述传统信号的时域串行捕获策略、频域并行捕获策略,针对BOC信号自相关函数多峰性导致误捕、漏捕的问题,系统分析了BPSK Like法、副载波相位消除法(SCPC)、自相关边锋消除法(ASPeCT)基本捕获原理,以GPS L1C信号作为信号源分别测试了三类捕获方法,并对比分析算法性能。针对主流BOC信号消多峰算法的缺陷,提出BOC信号的分离重构思想,在该思想指导下实现了基于BOC/PRN互相关函数分离重构的捕获算法、基于BOC自相关函数分离重构的捕获算法。结果表明:算法能完全消除任意阶数正弦或余弦相位的BOC信号的旁峰,且保留其窄相关峰特性,峰宽度为1/k个码片。若以90%的检测概率为标准,分离重构法捕获到中心主峰的性能高于ASPeCT法1.8dB,而BPSK Like法的检测性能低于SCPC法0.6dB,其原因是BPSK Like法捕获过程中存在0.5-0.8dB的能量损失。BOC信号的无模糊度跟踪算法的研究。针对BOC信号在传统码跟踪环中存在多个非中心过零点而导致的码跟踪模糊度,深入研究了多相关值系数加权来线性化鉴相曲线的原理,基于仿真实验分析了鉴相曲线的线性化性能与观测量个数、相关间隔的关系,研究表明:鉴相范围随观测量个数增多和相关间隔增大而增大,然而鉴相增益却是呈相反的趋势,观测量个数和相关间隔的选择在鉴相范围和鉴相增益性能上是一对矛盾,基于此,提出线性化鉴相器切换的BOC信号无模糊度码跟踪,通过动态开关自动选择观测量和相关间隔来构造鉴相器,以达到码跟踪综合性能最佳。