基于窄波束天線的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)測(cè)距性能評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)授時(shí)測(cè)距和導(dǎo)航定位均是基于導(dǎo)航信號(hào)，導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量反映了衛(wèi)星的工作狀態(tài)，也直接影響著各類導(dǎo)航應(yīng)用。因此，導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)成為了在軌測(cè)試、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的指標(biāo)多沿用傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的指標(biāo)，但導(dǎo)航信號(hào)有其自身的特性，最終是為用戶提供定位、授時(shí)、測(cè)速等應(yīng)用服務(wù)，用戶應(yīng)用性能是衡量衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的根本要素，導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)也應(yīng)該緊扣用戶應(yīng)用性能。本文以此為背景，從導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量監(jiān)

2、測(cè)的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)導(dǎo)航信號(hào)測(cè)距性能的相關(guān)問題進(jìn)行了初步研究。具體的研究?jī)?nèi)容有:
　　首先對(duì)導(dǎo)航信號(hào)測(cè)距方法和信號(hào)畸變對(duì)測(cè)距性能的影響進(jìn)行了研究。首先給出了導(dǎo)航信號(hào)的結(jié)構(gòu)特性以及各類信號(hào)調(diào)制方式。其次給出了導(dǎo)航信號(hào)的測(cè)距性能評(píng)估流程，介紹了傳統(tǒng)的信號(hào)處理算法以及針對(duì)BOC(binaryoffsetcarrier)信號(hào)多峰特性而設(shè)計(jì)的幾種跟蹤算法，給出了測(cè)距性能的評(píng)估方法。最后，給出了信號(hào)畸變模型并評(píng)估了不同的信號(hào)畸變對(duì)BPSK(b

3、inaryphaseshiftkeying)信號(hào)、BOC信號(hào)及MBOC(multiplexedbinaryoffsetcarrier)信號(hào)的測(cè)距性能的影響。
　　其次對(duì)用于窄波束天線的衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了研究。在評(píng)估導(dǎo)航信號(hào)測(cè)距性能之前，為了避免多徑和干擾的影響，需要借助窄波束天線對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行高載噪比接收，地面天線伺服系統(tǒng)預(yù)報(bào)衛(wèi)星相對(duì)天線的實(shí)時(shí)仰角和方位角可實(shí)現(xiàn)窄波束天線對(duì)衛(wèi)星的自動(dòng)跟蹤。本文給出了幾種衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)的方法，并對(duì)

4、其角度預(yù)報(bào)精度進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用雙行星歷結(jié)合SDP4(simplifieddeep-spaceperturbations)模型進(jìn)行軌道預(yù)報(bào)滿足精度要求，且時(shí)間有效性長(zhǎng)、通用性好，具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　再次，結(jié)合衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)方法的研究成果實(shí)現(xiàn)了窄波束天線對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星的實(shí)時(shí)跟蹤。結(jié)合測(cè)距性能評(píng)估方法的研究成果對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的在軌信號(hào)進(jìn)行了測(cè)距性能評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明，在當(dāng)前測(cè)試條件下，北斗系統(tǒng)B2頻點(diǎn)和B3頻點(diǎn)的測(cè)距性能較好。<