北斗二代導(dǎo)航接收機(jī)的捕獲跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其目標(biāo)是提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。由于衛(wèi)星與導(dǎo)航接收機(jī)之間的相對運(yùn)動會產(chǎn)生擴(kuò)頻碼的相位偏移和多普勒頻率偏移，對導(dǎo)航定位和授時精度等產(chǎn)生影響。為了減小相對運(yùn)動帶來的影響，導(dǎo)航接收機(jī)可采用捕獲、跟蹤技術(shù)。所以對北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的捕獲、跟蹤技術(shù)的研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　針對上述問題，本文根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的ICD文件，基于Simulink建立了收發(fā)機(jī)仿真模型，

2、在提高性能和降低硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的前提下對北斗二代基帶信號的捕獲、跟蹤算法進(jìn)行了研究和改進(jìn)，最后在綜合考慮性能和可實(shí)現(xiàn)性的基礎(chǔ)上，對相關(guān)算法進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.基于Simulink平臺對北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)進(jìn)行建模。
　　本文根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的ICD文件介紹了北斗二代導(dǎo)航信號結(jié)構(gòu)，對北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)及信道進(jìn)行分析并搭建對應(yīng)的軟件平臺。最后，對該模型進(jìn)行信噪比校準(zhǔn)，為后續(xù)算法

3、的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　2.分析比較了北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的基帶捕獲、跟蹤算法，并進(jìn)行了改進(jìn)。
　　北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的捕獲算法的研究主要包括：基于時域的串行搜索捕獲算法、兩種基于FFT頻域并行搜索捕獲算法，以及基于PMF-FFT的并行搜索捕獲算法。在考慮算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，對PMF-FFT的并行搜索捕獲算法進(jìn)行了改進(jìn)，并基于軟件平臺對上述算法進(jìn)行了仿真對比。
　　北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的跟蹤算法主要研究了碼相位跟蹤算法和載波

4、跟蹤算法。首先分析原始算法，在原始算法的基礎(chǔ)之上對載波頻率跟蹤算法進(jìn)行如下改進(jìn)：
　　1）消除毛刺；
　　2）擴(kuò)展頻率的跟蹤極限；
　　對二象限反正切的相位跟蹤算法進(jìn)行如下改進(jìn)：
　　1）將環(huán)路內(nèi)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為環(huán)路外置結(jié)構(gòu)；
　　2）在相位跟蹤的基礎(chǔ)上提出了一種新的跟蹤算法—矢量跟蹤。
　　最后，基于軟件平臺對上述跟蹤算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了改進(jìn)型算法的正確性及優(yōu)勢。
　　3.選擇一種捕獲、跟蹤算法