低功耗星載BDS接收機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)定軌應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2023-03-19 18:37
北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),目前發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)到28顆,預(yù)期于2020年全面建設(shè)完成。北斗系統(tǒng)具有多頻信號(hào)結(jié)構(gòu),采用了GEO、IGSO、MEO混合軌道星座,應(yīng)用了長(zhǎng)期穩(wěn)定性更優(yōu)的被動(dòng)型氫原子鐘,相比于其他導(dǎo)航系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢(shì),逐步成為我國(guó)星載接收機(jī)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)即將建設(shè)完成的歷史機(jī)遇下,研制搭載于低軌皮納衛(wèi)星的低功耗高精度BDS導(dǎo)航接收機(jī),對(duì)于保障我國(guó)航天任務(wù)具有十分重要的意義。本文的主要內(nèi)容與貢獻(xiàn)包括:(1)針對(duì)浙江大學(xué)皮星二號(hào)(ZDPS-2)任務(wù)搭載的浙江大學(xué)自研GNSS導(dǎo)航接收機(jī)存在的支持頻點(diǎn)少、功耗高、跟蹤通道數(shù)少等問題,結(jié)合皮納衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)際工程指標(biāo)需求,在軟件設(shè)計(jì)層面設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了支持北斗B1I、B3I導(dǎo)航信號(hào)的星載接收機(jī)。(2)使用賽靈思Kintex 7系列FPGA芯片作為星載接收機(jī)的基帶處理器芯片,提高了處理能力,降低了整機(jī)功耗。接收機(jī)在得到自定位結(jié)果的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了對(duì)偽距、載波相位等原始觀測(cè)量的高精度測(cè)量,并通過模擬器半實(shí)物仿真、室外場(chǎng)地測(cè)試等手段對(duì)接收機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了全面驗(yàn)證。(3)為驗(yàn)證原始觀測(cè)量的可靠性以及...
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
1.2 星載GNSS接收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文研究的內(nèi)容和指標(biāo)要求
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 指標(biāo)要求
1.4 本文章節(jié)安排
2 接收機(jī)設(shè)計(jì)理論
2.1 GNSS接收機(jī)測(cè)距與定位原理
2.2 時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)
2.2.1 時(shí)間系統(tǒng)
2.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)
2.3 北斗導(dǎo)航信號(hào)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
2.3.1 偽碼信號(hào)結(jié)構(gòu)
2.3.2 D1、D2導(dǎo)航電文
2.3.3 NH碼
2.4 高動(dòng)態(tài)對(duì)接收機(jī)設(shè)計(jì)的影響
2.5 本章小結(jié)
3 接收機(jī)軟件設(shè)計(jì)
3.1 捕獲器設(shè)計(jì)
3.1.1 頻域并行捕獲算法
3.1.2 捕獲器參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1.3 北斗特殊設(shè)計(jì)
3.1.4 主要指標(biāo)分析
3.2 跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)
3.2.1 碼環(huán)DLL
3.2.2 鎖頻環(huán)FLL
3.2.3 鎖相環(huán)PLL
3.2.4 主要指標(biāo)分析
3.3 接收機(jī)功耗評(píng)估
3.3.1 功耗評(píng)估
3.4 本章小結(jié)
4 接收機(jī)系統(tǒng)測(cè)試
4.1 模擬器測(cè)試平臺(tái)
4.1.1 半實(shí)物仿真流程
4.2 模擬器驗(yàn)證結(jié)果
4.2.1 原始觀測(cè)數(shù)據(jù)精度
4.2.2 關(guān)鍵性能指標(biāo)測(cè)試
4.3 室外場(chǎng)地實(shí)測(cè)
4.3.1 零基線實(shí)驗(yàn)
4.3.2 偽距觀測(cè)噪聲分析
4.4 本章小結(jié)
5 星載BDS接收機(jī)實(shí)時(shí)定軌精度評(píng)估
5.1 定軌理論基礎(chǔ)
5.1.1 基本觀測(cè)模型
5.1.2 偽距觀測(cè)誤差
5.1.3 雙頻偽距組合
5.1.4 GRAPHIC組合
5.1.5 實(shí)時(shí)定軌算法
5.2 半實(shí)物仿真驗(yàn)證
5.2.1 雙頻偽距組合仿真結(jié)果
5.2.2 GRAPHIC組合仿真結(jié)果
5.3 北斗三號(hào)實(shí)時(shí)定軌評(píng)估
5.3.1 雙頻偽距組合仿真結(jié)果
5.3.2 GRAPHIC組合仿真結(jié)果
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
本文編號(hào):3765749
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
1.2 星載GNSS接收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文研究的內(nèi)容和指標(biāo)要求
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 指標(biāo)要求
1.4 本文章節(jié)安排
2 接收機(jī)設(shè)計(jì)理論
2.1 GNSS接收機(jī)測(cè)距與定位原理
2.2 時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)
2.2.1 時(shí)間系統(tǒng)
2.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)
2.3 北斗導(dǎo)航信號(hào)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
2.3.1 偽碼信號(hào)結(jié)構(gòu)
2.3.2 D1、D2導(dǎo)航電文
2.3.3 NH碼
2.4 高動(dòng)態(tài)對(duì)接收機(jī)設(shè)計(jì)的影響
2.5 本章小結(jié)
3 接收機(jī)軟件設(shè)計(jì)
3.1 捕獲器設(shè)計(jì)
3.1.1 頻域并行捕獲算法
3.1.2 捕獲器參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1.3 北斗特殊設(shè)計(jì)
3.1.4 主要指標(biāo)分析
3.2 跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)
3.2.1 碼環(huán)DLL
3.2.2 鎖頻環(huán)FLL
3.2.3 鎖相環(huán)PLL
3.2.4 主要指標(biāo)分析
3.3 接收機(jī)功耗評(píng)估
3.3.1 功耗評(píng)估
3.4 本章小結(jié)
4 接收機(jī)系統(tǒng)測(cè)試
4.1 模擬器測(cè)試平臺(tái)
4.1.1 半實(shí)物仿真流程
4.2 模擬器驗(yàn)證結(jié)果
4.2.1 原始觀測(cè)數(shù)據(jù)精度
4.2.2 關(guān)鍵性能指標(biāo)測(cè)試
4.3 室外場(chǎng)地實(shí)測(cè)
4.3.1 零基線實(shí)驗(yàn)
4.3.2 偽距觀測(cè)噪聲分析
4.4 本章小結(jié)
5 星載BDS接收機(jī)實(shí)時(shí)定軌精度評(píng)估
5.1 定軌理論基礎(chǔ)
5.1.1 基本觀測(cè)模型
5.1.2 偽距觀測(cè)誤差
5.1.3 雙頻偽距組合
5.1.4 GRAPHIC組合
5.1.5 實(shí)時(shí)定軌算法
5.2 半實(shí)物仿真驗(yàn)證
5.2.1 雙頻偽距組合仿真結(jié)果
5.2.2 GRAPHIC組合仿真結(jié)果
5.3 北斗三號(hào)實(shí)時(shí)定軌評(píng)估
5.3.1 雙頻偽距組合仿真結(jié)果
5.3.2 GRAPHIC組合仿真結(jié)果
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
本文編號(hào):3765749
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