多徑下GNSS無線頻率兼容干擾研究.pdf

1、GNSS無線電頻率兼容是最近十年提出來的新問題，目前它是多國關注的焦點。隨著世界各國多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成，完全可以利用多個GNSS系統(tǒng)進行組合為各類用戶提供無縫的全球?qū)Ш蕉ㄎ环铡PS及其現(xiàn)代化信號、GLONASS信號、Galileo信號及北斗信號頻譜在L1頻段上嚴重重疊，出于系統(tǒng)性能和國家安全考慮，多個系統(tǒng)或者信號之間必須解決兼容問題。雖然國際電聯(lián)ITU于2007年發(fā)布無線電頻率兼容評估的文件，但由于傳統(tǒng)的評估方法忽略多徑干擾的影

2、響，而多徑干擾目前仍是很難被徹底消除的主要誤差源之一，因此傳統(tǒng)方法的評估結(jié)果不夠精確。本文針對該問題，考慮多徑干擾的影響，對等效載噪比及其衰減量的估算解析式進行修正，全面系統(tǒng)仿真由系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾引起的等效載噪比及其衰減量在全球范圍的分布情況，得出一些有意義的結(jié)論。本文主要的研究工作內(nèi)容如下:
　　1.建立多徑信號模型，推導多徑干擾下導航信號的自相關函數(shù)和功率譜密度的解析式，并進行相應的仿真分析。實驗結(jié)果表明，相對于無多徑情

3、況，多徑信號的功率譜密度多了一個譜的搬移和一個功率幅度因子。
　　2.針對BDS的星座構(gòu)成較為復雜（由GEO、IGSO和MEO構(gòu)成），文中利用STK工具分別仿真不同軌道衛(wèi)星的星地鏈路損耗，然后再通過MATLAB仿真，將它們對其他系統(tǒng)的影響組合起來，有效解決了復雜星座仿真困難的問題。
　　3.推導GNSS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾等效載噪比及其衰減量的解析式，相比于傳統(tǒng)的干擾計算方法，文中給出較為全面系統(tǒng)的計算方法，并分別對無多徑

4、干擾下GPS、Galileo和BDS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾進行實驗仿真。實驗結(jié)果表明，GPS C/A信號系統(tǒng)內(nèi)干擾最大，在全球的平均干擾分布為1至1.2dB，對全球分布情況而言，系統(tǒng)內(nèi)干擾的大小與可見衛(wèi)星數(shù)目成線性關系;B1信號受到的總系統(tǒng)間干擾最小，平均值為0.045dB，而E1OS信號受到的總系統(tǒng)間干擾最大，平均值為0.7dB，因兩者受到的系統(tǒng)間干擾主要來自于GPS，而E1OS信號與GPS系統(tǒng)內(nèi)各信號具有相同的中心頻率和相似的調(diào)制方

5、式，這都是導航信號體制設計需要考慮的重要參數(shù)。
　　4.考慮多徑干擾影響，修正GNSS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾等效載噪比及其衰減量的估算解析式，并對多徑干擾下GPS、Galileo和BDS系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾進行了實驗仿真。實驗結(jié)果表明，多徑干擾對C/A信號系統(tǒng)內(nèi)干擾影響最大，等效載噪比衰減量平均變化約0.7dB，而B1信號系統(tǒng)內(nèi)干擾受到的多徑干擾影響最小，平均變化約0.3dB; BDS受到來自其他兩個干擾系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)間干擾最小