衛(wèi)星導航民用信號時頻域分析評估
發(fā)布時間:2021-11-16 18:24
全球定位系統(tǒng)已被深度應用于航空、海事、國防等諸多領域。中國的北斗三號系統(tǒng)截至目前已發(fā)射了54顆北斗衛(wèi)星,即將發(fā)射北斗三號系統(tǒng)的最后一刻地球靜止軌道衛(wèi)星,并實現(xiàn)北斗三號系統(tǒng)的全球組網(wǎng)。由于衛(wèi)星導航下行信號直接決定了導航系統(tǒng)的性能,因此有必要對其時域、頻域指標進行有效地評估和分析,并形成完善的質(zhì)量評估體系。一方面,國內(nèi)外科研機構已針對全球定位系統(tǒng)的空間信號,結合接口控制文件等公開性能規(guī)范服務標準建立了完善的涵蓋時域、頻域的性能評估參數(shù)體系,而針對北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)民用信號的時域、頻域評估標準及分析方法尚處于公開論證階段,仍需結合信號設計體制及地面用戶實際測試的數(shù)據(jù)結果進行大量的評估及驗證分析。另一方面,針對民用航空這一類對定位、測速性能要求極苛刻的用戶,全球定位系統(tǒng)和北斗三號系統(tǒng)均須滿足國際民航組織ICAO對其信號性能質(zhì)量的要求,在研究信號時域、頻域評估時,必須考慮到任何可能存在的信號失真所導致的潛在的服務降級,因為盡管由有效載荷異常等原因引起的信號失真是極罕見的,但一旦發(fā)生,即有可能造成對民航用戶的重大安全威脅;谝陨媳尘,為了評估北斗系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的民用信號的性能質(zhì)量,課題進行...
【文章來源】:中國民航大學天津市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
民用信號在用戶端的處理將詳細介紹GPSL1C/A和BEIDOUB1I信號的信號體制,GNSS接收機的天線和
中國民航大學碩士學位論文24即為0,f為0,那么我們可以推導出:(,0,0)()SQIIADRn==+(3.24)(,0,0)QQQn==(3.25)繼續(xù)上述的假設條件為0,f也為0,舉例給出一段二進制相移鍵控BPSK碼序列的一系列碼片示意圖,它簡易地代表衛(wèi)星信號。三種典型的情況分別為:衛(wèi)星信號超前接收機產(chǎn)生的本地碼,衛(wèi)星信號與接收機的本地碼恰好同步,衛(wèi)星信號較之接收機產(chǎn)生的本地碼有一定的延后。這三種情況相應的兩個信號作卷積得到的相關器輸出分別可以表示為如下圖所示:(a)偽隨機噪聲碼超前于接收機本地碼(b)偽隨機噪聲碼滯后于接收機本地碼(c)偽隨機噪聲碼同步于接收機本地碼圖3.2衛(wèi)星偽碼與接收機本地碼關系3.3.1.3接收機相關函數(shù)對于本課題的研究對象GPS和北斗系統(tǒng)的GPSL1C/A信號以及BEIDOUB1I信
中國民航大學碩士學位論文27衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼保持一致,目前國內(nèi)外使用的延遲鎖相環(huán)的結構通常如下圖所示:圖3.3延遲鎖相環(huán)結構圖有多個相關器輸出被輸入到鑒別器中,在GPS接收機中通常會使用三個本地產(chǎn)生的復制碼,分別是提前的偽碼、準時的偽碼、遲到的偽碼。在跟蹤的情況下,準時的本地復制碼與來自衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼完全同步,那么在此之前輸入的偽隨機噪聲碼就提前了,記作CS/2。與來自衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼相比,遲到的本地復制碼對于偽碼延遲的,延遲記為CS/2,CS被稱作相關器間距,對應著用于跟蹤的早到的本地復制碼和晚到的本地復制碼間的時間的延遲。本地復制碼的數(shù)學定義可以用碼生成器和估計的碼延遲等表示。分為延遲的本地偽隨機噪聲碼,準時的本地偽隨機噪聲碼,提前的本地偽隨機噪聲碼。最常用的鑒別器是非相干的提前-滯后功率鑒別器和準相干點積鑒別器。由于這兩個鑒頻器對載波相位誤差不敏感,因此不被認為是相干的,從跟蹤魯棒性的角度分析是良好的。這兩個鑒別器的定義為:2222()()EMLPEELLD=I+QI+Q(3.28)()()DPELPELPD=III+QQQ(3.29)其中,IE是提前相關器輸出的同相正交相位分量。IL是滯后相關器輸出的同相正交相位分量。IP是準時相關器輸出的同相正交相位分量。延遲鎖相環(huán)的目的是實現(xiàn)零碼延遲跟蹤誤差。因此,鑒別器的目標是提供對實際碼延遲誤差的無偏估計,以便環(huán)路能夠做出相應的反應,要做到這一點,需要對前面提到的鑒別器進行歸一化。在理想的情況下,當提前和滯后的相關器輸出處于同一水平值時,可以實現(xiàn)同步。GPSL1C/A信號的相
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于多墻環(huán)境的IEEE802.11室內(nèi)傳播模型研究與仿真[J]. 宋海洋,李思嵐,胡曉婭. 電子設計工程. 2018(19)
[2]衛(wèi)星導航抗干擾最優(yōu)接收機與相關接收機性能分析[J]. 李崢嶸,陳華明,王飛雪,王嘉. 國防科技大學學報. 2017(05)
[3]微弱GPS信號避開比特跳變的捕獲算法[J]. 程燕,常青,李顯旭. 導航定位與授時. 2017(05)
[4]基于星座圖的通信輻射源個體識別方法[J]. 王威,李詩嫻,王新. 湖南城市學院學報(自然科學版). 2017(05)
[5]慣導速度輔助下GNSS高精度定位[J]. 陳剛,王一帆,傅金琳,胡才,路寅,李達. 中國慣性技術學報. 2017(04)
[6]一種基于載波相位時間差分的慣性/衛(wèi)星組合方法[J]. 寧月光. 現(xiàn)代導航. 2016(03)
[7]GPS最優(yōu)壓制式干擾信號研究[J]. 王角,蘇中,張月霞. 計算機測量與控制. 2016(04)
[8]兼容型高靈敏捕獲算法的硬件實現(xiàn)方案[J]. 劉益芬,金天. 導航定位學報. 2016(01)
[9]淺談頻譜分析儀的原理和計量[J]. 孫艷,姜欣怡. 品牌與標準化. 2016(02)
[10]常用電離層延遲改正模型的對比研究[J]. 管明雷,王英剛,徐威杰,伏天淑,劉志強,周立. 現(xiàn)代測繪. 2016(01)
博士論文
[1]基于GNSS的區(qū)域電離層模型研究[D]. 鄭敦勇.東南大學 2015
[2]超高速時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設計[D]. 李靖.電子科技大學 2014
[3]高動態(tài)環(huán)境下衛(wèi)星導航信號跟蹤技術研究[D]. 王文靜.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]抗差自適應GPS軟件接收機的關鍵技術研究[D]. 苗劍峰.南京航空航天大學 2009
[5]寬頻率范圍低抖動鎖相環(huán)的研究與設計[D]. 尹海豐.哈爾濱工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]毫米波模擬預失真技術研究[D]. 郭文瑛.電子科技大學 2019
[2]GHz低抖動快速鎖定鎖相環(huán)電路技術研究[D]. 劉俊.西安電子科技大學 2017
[3]衛(wèi)星導航信號質(zhì)量監(jiān)測評估算法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 俞睿.華中師范大學 2016
[4]北斗二代B1頻點弱信號捕獲技術研究[D]. 鄔夢云.西安電子科技大學 2015
[5]衛(wèi)星導航信號質(zhì)量異常模擬技術研究[D]. 于濱凱.哈爾濱工程大學 2015
[6]基于GPS/北斗衛(wèi)星的列車導航定位研究[D]. 邱望智.北京交通大學 2014
[7]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)精密定軌定位分析[D]. 許小龍.遼寧工程技術大學 2014
[8]步進頻穿墻雷達數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 翁蕊周.國防科學技術大學 2013
[9]基于FPGA的數(shù)字中頻卡的設計與實現(xiàn)[D]. 劉任斌.湖南大學 2013
[10]減緩黑障的電磁方法研究[D]. 王林.西安電子科技大學 2013
本文編號:3499350
【文章來源】:中國民航大學天津市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
民用信號在用戶端的處理將詳細介紹GPSL1C/A和BEIDOUB1I信號的信號體制,GNSS接收機的天線和
中國民航大學碩士學位論文24即為0,f為0,那么我們可以推導出:(,0,0)()SQIIADRn==+(3.24)(,0,0)QQQn==(3.25)繼續(xù)上述的假設條件為0,f也為0,舉例給出一段二進制相移鍵控BPSK碼序列的一系列碼片示意圖,它簡易地代表衛(wèi)星信號。三種典型的情況分別為:衛(wèi)星信號超前接收機產(chǎn)生的本地碼,衛(wèi)星信號與接收機的本地碼恰好同步,衛(wèi)星信號較之接收機產(chǎn)生的本地碼有一定的延后。這三種情況相應的兩個信號作卷積得到的相關器輸出分別可以表示為如下圖所示:(a)偽隨機噪聲碼超前于接收機本地碼(b)偽隨機噪聲碼滯后于接收機本地碼(c)偽隨機噪聲碼同步于接收機本地碼圖3.2衛(wèi)星偽碼與接收機本地碼關系3.3.1.3接收機相關函數(shù)對于本課題的研究對象GPS和北斗系統(tǒng)的GPSL1C/A信號以及BEIDOUB1I信
中國民航大學碩士學位論文27衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼保持一致,目前國內(nèi)外使用的延遲鎖相環(huán)的結構通常如下圖所示:圖3.3延遲鎖相環(huán)結構圖有多個相關器輸出被輸入到鑒別器中,在GPS接收機中通常會使用三個本地產(chǎn)生的復制碼,分別是提前的偽碼、準時的偽碼、遲到的偽碼。在跟蹤的情況下,準時的本地復制碼與來自衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼完全同步,那么在此之前輸入的偽隨機噪聲碼就提前了,記作CS/2。與來自衛(wèi)星的偽隨機噪聲碼相比,遲到的本地復制碼對于偽碼延遲的,延遲記為CS/2,CS被稱作相關器間距,對應著用于跟蹤的早到的本地復制碼和晚到的本地復制碼間的時間的延遲。本地復制碼的數(shù)學定義可以用碼生成器和估計的碼延遲等表示。分為延遲的本地偽隨機噪聲碼,準時的本地偽隨機噪聲碼,提前的本地偽隨機噪聲碼。最常用的鑒別器是非相干的提前-滯后功率鑒別器和準相干點積鑒別器。由于這兩個鑒頻器對載波相位誤差不敏感,因此不被認為是相干的,從跟蹤魯棒性的角度分析是良好的。這兩個鑒別器的定義為:2222()()EMLPEELLD=I+QI+Q(3.28)()()DPELPELPD=III+QQQ(3.29)其中,IE是提前相關器輸出的同相正交相位分量。IL是滯后相關器輸出的同相正交相位分量。IP是準時相關器輸出的同相正交相位分量。延遲鎖相環(huán)的目的是實現(xiàn)零碼延遲跟蹤誤差。因此,鑒別器的目標是提供對實際碼延遲誤差的無偏估計,以便環(huán)路能夠做出相應的反應,要做到這一點,需要對前面提到的鑒別器進行歸一化。在理想的情況下,當提前和滯后的相關器輸出處于同一水平值時,可以實現(xiàn)同步。GPSL1C/A信號的相
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于多墻環(huán)境的IEEE802.11室內(nèi)傳播模型研究與仿真[J]. 宋海洋,李思嵐,胡曉婭. 電子設計工程. 2018(19)
[2]衛(wèi)星導航抗干擾最優(yōu)接收機與相關接收機性能分析[J]. 李崢嶸,陳華明,王飛雪,王嘉. 國防科技大學學報. 2017(05)
[3]微弱GPS信號避開比特跳變的捕獲算法[J]. 程燕,常青,李顯旭. 導航定位與授時. 2017(05)
[4]基于星座圖的通信輻射源個體識別方法[J]. 王威,李詩嫻,王新. 湖南城市學院學報(自然科學版). 2017(05)
[5]慣導速度輔助下GNSS高精度定位[J]. 陳剛,王一帆,傅金琳,胡才,路寅,李達. 中國慣性技術學報. 2017(04)
[6]一種基于載波相位時間差分的慣性/衛(wèi)星組合方法[J]. 寧月光. 現(xiàn)代導航. 2016(03)
[7]GPS最優(yōu)壓制式干擾信號研究[J]. 王角,蘇中,張月霞. 計算機測量與控制. 2016(04)
[8]兼容型高靈敏捕獲算法的硬件實現(xiàn)方案[J]. 劉益芬,金天. 導航定位學報. 2016(01)
[9]淺談頻譜分析儀的原理和計量[J]. 孫艷,姜欣怡. 品牌與標準化. 2016(02)
[10]常用電離層延遲改正模型的對比研究[J]. 管明雷,王英剛,徐威杰,伏天淑,劉志強,周立. 現(xiàn)代測繪. 2016(01)
博士論文
[1]基于GNSS的區(qū)域電離層模型研究[D]. 鄭敦勇.東南大學 2015
[2]超高速時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設計[D]. 李靖.電子科技大學 2014
[3]高動態(tài)環(huán)境下衛(wèi)星導航信號跟蹤技術研究[D]. 王文靜.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]抗差自適應GPS軟件接收機的關鍵技術研究[D]. 苗劍峰.南京航空航天大學 2009
[5]寬頻率范圍低抖動鎖相環(huán)的研究與設計[D]. 尹海豐.哈爾濱工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]毫米波模擬預失真技術研究[D]. 郭文瑛.電子科技大學 2019
[2]GHz低抖動快速鎖定鎖相環(huán)電路技術研究[D]. 劉俊.西安電子科技大學 2017
[3]衛(wèi)星導航信號質(zhì)量監(jiān)測評估算法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 俞睿.華中師范大學 2016
[4]北斗二代B1頻點弱信號捕獲技術研究[D]. 鄔夢云.西安電子科技大學 2015
[5]衛(wèi)星導航信號質(zhì)量異常模擬技術研究[D]. 于濱凱.哈爾濱工程大學 2015
[6]基于GPS/北斗衛(wèi)星的列車導航定位研究[D]. 邱望智.北京交通大學 2014
[7]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)精密定軌定位分析[D]. 許小龍.遼寧工程技術大學 2014
[8]步進頻穿墻雷達數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 翁蕊周.國防科學技術大學 2013
[9]基于FPGA的數(shù)字中頻卡的設計與實現(xiàn)[D]. 劉任斌.湖南大學 2013
[10]減緩黑障的電磁方法研究[D]. 王林.西安電子科技大學 2013
本文編號:3499350
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