【摘要】：隨著全球衛(wèi)星通信技術的快速發(fā)展,衛(wèi)星導航定位已經成為影響人們日常生活甚至國家安全戰(zhàn)略等各個領域的關鍵技術。其中我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經進入到第三階段,憑借優(yōu)異的性能和服務質量得到了廣泛應用。隨著信息技術和生活水平的快速提高,用戶對導航產品快速啟動定位的性能要求也越來越高。啟動后的首次定位時間(TTFF)是衛(wèi)星導航接收機十分關鍵的性能指標,也直接影響著用戶對定位產品的使用體驗。因此,本文以北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為基礎,針對導航接收機的快速啟動技術進行了研究。本文針對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的特點,提出一種應用于北斗導航接收機的快速啟動方法。重構信號發(fā)射時間法是目前接收機在熱啟動模式時最常被采用的一種方法,但是該方法在先驗信息要求和誤差方面的不足也很明顯。本文通過北斗導航接收機對重構信號發(fā)射時間法與傳統(tǒng)的熱啟動進行了實驗分析,并指出該方法的局限性,尤其是本地時鐘的影響,無論是傳統(tǒng)的熱啟動還是重構信號發(fā)射時間法都對本地時鐘具有依賴性。針對這一問題,本文給出了一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收機的快速啟動方法,該方法主要是利用北斗導航系統(tǒng)中GEO衛(wèi)星子幀同步時間非常短的特點,快速獲取其信號發(fā)射時間以判斷星歷是否有效,當接收機進入熱啟動模式下,再利用相對傳輸時間關系構造方程式解算出接收機位置。在星歷有效,定位環(huán)境良好時,北斗導航接收機在沒有本地時鐘提供當前時間的情況下,使用該方法依然可以進行熱啟動,完成定位功能,減少了運算量,擺脫了熱啟動對本地時鐘的依賴性,擴大了熱啟動模式的應用環(huán)境和適用范圍。最后,在實驗室北斗導航接收機系統(tǒng)平臺上對本方法進行了驗證,經過測試,北斗導航接收機在沒有本地時鐘RTC和網絡輔助提供時間的條件下,實現(xiàn)了快速啟動定位,并且在信號較好的情況下首次定位時間與傳統(tǒng)熱啟動相接近,驗證了本文所提出方法的可行性。
【圖文】：

圖 3-3 A-GPS 系統(tǒng)結構Figure 3-3A-GPS system structure如圖 3-3，A-GPS 系統(tǒng)是主要由遠程服務器、用戶接收機和移動網絡基站構成通過移動網絡基站向遠程服務器提出定位請求，服務器接到請求后，將發(fā)出站位置作為用戶的位置，參照當前服務器中的衛(wèi)星數據，將軌道參數、時鐘誤星編號等輔助信息通過網絡回傳給用戶接收機，由用戶終端利用輔助信息完跟蹤測算出偽距。此外，用戶接收機既可以自己選擇定位解算，也可以將可見信息傳送給服務器，由其代為計算。A-GPS 技術為接收機提供衛(wèi)星星歷、時間和接收機位置等輔助信息，在此條接收機的所有啟動模式都相當于是熱啟動，于是首次定位時間也由之前的 1降至6秒左右甚至更少。遠程服務器通過移動基站預測當前用戶的可見衛(wèi)星信預測用戶所需的多普勒頻移和碼相位，使接收機可以在很短的時間內完成衛(wèi)捕獲和跟蹤。由于已經有完整的星歷數據，，所以不必再實時的從衛(wèi)星信號中

第四章 BDS 接收機快速啟動方法研究大的誤差。針對以上不足，結合北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的特點，本小節(jié)將提出一種接收機有本地 RTC 的情況下判斷星歷有效性的方法。在北斗導航系統(tǒng)中，MEO 和 IGSO 衛(wèi)星采用 D1 導航電文，GEO 衛(wèi)星采用 D2 航電文。D1 導航電文的速率為 50bps，每子幀持續(xù)時間需要 6s；而 D2 導航電文速為 500bps，每子幀持續(xù)時間僅為 0.6s（兩種導航電文的更多具體信息在第二章已經出）。因此，MEO 和 IGSO 衛(wèi)星子幀同步最多需要 6s，而 GEO 最多只需要 0.6s。GE衛(wèi)星信號完成子幀同步所需的時間僅相當于 MEO 衛(wèi)星信號子幀同步時間的十分之一此外，北斗系統(tǒng)中有 5 顆 GEO 靜止軌道衛(wèi)星，分布于赤道上空，覆蓋了全國及邊大部分地區(qū)，一般情況下可見性很好。如圖 4-1 所示為位于赤道上空的三顆 GEO 星的覆蓋區(qū)域（最小仰角為 5 度）�？梢钥闯�，所有的 GEO 衛(wèi)星在我國絕大部分地都屬于可見范圍，而且我國的周邊范圍一般也有 3~4 顆可見 GEO 衛(wèi)星[39]。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN965.5

【參考文獻】

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本文編號：2662279