【摘要】：北斗系統(tǒng)是我國自主研發(fā)、具有自主知識產權的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),它對我國的軍事、政治、經濟等方面的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。當前,世界各大國都在大力推進自己衛(wèi)星導航系統(tǒng)的現(xiàn)代化進程,我國北斗系統(tǒng)起步雖晚于美國GPS和俄羅斯GLONASS等系統(tǒng),但也于2018年12月宣布進入全球時代。B1C信號作為一種民用全球信號,它采用不同于GPS系統(tǒng)及Galileo系統(tǒng)的一種全新時域調制方式。其與GPS系統(tǒng)的L1C信號及Galileo系統(tǒng)的E1OS信號有著相同的兼容互操作頻點。同時,在全球各大導航系統(tǒng)倡導兼容與互操作性的需求下,賦予了B1C信號重要的研究價值。因此,對B1C信號的設計實現(xiàn)及相關性能分析將是未來幾年的研究熱點。為實現(xiàn)對北斗三號B1C數(shù)字中頻信號硬件實時生成及其性能分析,本文結合現(xiàn)有的研究基礎,對B1C信號模擬產生及其性能進行分析,取得如下成果:(1)對GNSS調制信號所需的擴頻通信體制、偽隨機序列及GNSS信號相關調制特性理論分析的基礎上,完成了傳統(tǒng)BPSK-R調制信號、全新的BOC調制信號及現(xiàn)代GNSS調制信號的功率譜、自相關特性的理論研究與仿真分析,并給出了相應的總結。(2)根據(jù)北斗辦發(fā)布的B1C信號空間接口文件,基于Barker碼的優(yōu)良特性,采用100比特的虛擬數(shù)據(jù)對B1C信號導航數(shù)據(jù)進行模擬,并完成了相應的硬件模擬生成。針對B1C信號偽碼的產生,給出了一種節(jié)約硬件資源、實時性強的雙端口生成方式,并對其進行硬件生成設計與實現(xiàn),同時還完成了載波及副載波生成的硬件實現(xiàn)。(3)針對B1C信號導頻分量的固有特性,改進了一種易于工程實現(xiàn)、實時性強、節(jié)省存儲資源的在線生成方案,很好地解決了信號處理中含有虛數(shù)運算一類信號在硬件上難以實現(xiàn)的問題。此外,通過采取精密相位控制和時鐘控制,實現(xiàn)了B1C文件中所要求各分量間的相位關系和起始沿對齊關系,并完成了B1C信號的各分量及整個B1C信號的硬件實現(xiàn)。隨后基于MATLAB軟件平臺及頻譜儀、示波器等硬件架構,完成了調制過程的驗證,并結合GNSS信號理論,對所設計的B1C信號的正確性進行雙重驗證,并對結果進行分析。(4)對等長的Weil碼與gold碼序列從生成方式、自相關和互相關特性進行了定性與定量分析,并給出了兩者相關極值的Welch下界和Levenshtein下界;此外,從B1C、L1C及E1 OS信號所采用的調制方式的角度,定性與定量分析了B1C、L1C及E1 OS信號之間的碼跟蹤性能,并給出了NELP和DP環(huán)路模型的CT-SSC分析表達式,同時,還對環(huán)路模型的Cramer-Rao下界進行了分析。對北斗三號B1C信號的模擬產生,所改進的生成方案,不局限于導航信號處理領域,還可以推廣到涉及虛數(shù)運算這一類信號處理當中去,所生成的B1C信號,不僅可為國內北斗系統(tǒng)接收終端提供硬件設計參考,同時也可為信號接收處理提供測試用信號。此外,對偽碼序列性能的分析結果,可作為GNSS新體制信號偽碼測距性能的評判參考,而對B1C、L1C和E1 OS采用的調制信號的碼跟蹤性能分析,可從本質上揭示這三類信號的跟蹤性能,既能給現(xiàn)代GNSS系統(tǒng)間的兼容互操作提供評估參考,又能給GNSS現(xiàn)代化新體制接收機的終端設計提供指標設計參考。
【圖文】：

第 6 章 總結與展望。在對整個 B1C 數(shù)字中頻信號設計實現(xiàn)及其性能分析礎上，進行總結，并指出文中的不足及下一步研究與改進的地方。本文的組織結構及各章節(jié)之間的關系如圖 1.1 所示：第2章：

其時域和頻域特性進行仿真分析。旨在為后續(xù)關于 B1碼跟蹤性能分析奠定理論基礎。頻調制技術擴頻通信技術是基于傳輸帶寬進行定義的，它要求傳息自身帶寬的一種通信方式。其發(fā)明者是 Hedy Lamarr信及電子對抗系統(tǒng)[19]。隨著冷戰(zhàn)結束，逐漸被利用到各 擴頻調制理論擴頻通信的基本過程是：在發(fā)射端，擴頻函數(shù)將所傳列上，然后將信號帶寬延展至所需范圍。在接收端，的信息進行解擴，從而還原所傳輸?shù)男畔ⅲ�，其工作過程數(shù)據(jù)D射頻發(fā)射
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院國家授時中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN967.1

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本文編號：2628390