Galileo系统接收机关键技术研究

摘要

卫星定位系统在军事和生活中已得到日益广泛的应用，世界范围内三维定位系统的需求越来越迫切，定位精度要求也越来越高。继美国的GPS卫星定位系统出现之后，随着Galileo系统的第一颗试验卫星的发射，欧盟全新设计的下一代卫星定位导航全面进入在轨试验阶段。与GPS和GLONASS的军方背景相比，Galileo完全面向民用设计的系统具有更高的定位精度，更好的定位服务以及更加多元化的应用场合。Galileo计划正处于开发和验证阶段，它的主要构建思想与GPS类似，并在其基础上加以改进和完善。本课题针对Galileo/GPS中频接收机同步跟踪性能问题进行研究，并且采用多径误差消弱技术抑制多径造成的影响，达到提高定位精度的目的。
　　 首先，本文比较GPS扩频信号和Galileo系统BOC调制信号的生成和自相关性，理论研究和仿真结果显示，GPS扩频信号的功率谱密度在中心频率处有一个峰值，而BOC调制信号在中心频率±fsMHz分成两个旁瓣，且GPS扩频信号的自相关函数具有单峰值特性，而BOC调制信号自相关函数具有多个峰值。其次，本文根据GPS系统，在Galileo接收机中码跟踪采取了延迟锁相环(DLL)，载波跟踪采用Costas锁相环。Galileo信号采用的是BOC(m，n)调制信号，将其信号经过接收机的相关跟踪处理后与GPS扩频信号相关处理的结果进行比较，通过仿真可以看出Galileo接收机具有锁相速度快、精度高的特点。再次，由于信号在传输过程中要受到各种因素的影响，其中多径是影响信号接收效果的关键因素，本文进行多种误差分析及其对信号接收造成的影响，重点讨论多径对信号带来的误差和影响。论文采用高分辨率相关器(HRC)技术进行多径消弱，通过仿真和测试分析表明该算法可有效抑制BOC调制信号中的多径。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 背景介绍

1.2 伽利略系统概述

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究的方向和主要研究内容

第二章 Galileo/GPS信号的结构

2.1 GPS信号结构

2.1.1 GPS信号组成

2.1.2 伪随机码

2.1.3 扩频原理

2.1.4 GPS信号结构

2.1.5 GPS C/A信号功率谱特性

2.2 Galileo信号结构

2.2.1 BOC信号简介

2.2.2 BOC信号功率谱特性

2.2.3 Galileo信号结构

2.3 两种信号相关特性比较

2.3.1 扩频码的自相关特性

2.3.2 BOC的自相关特性

2.3.3 Matlab软件仿真

2.4 本章小结

第三章 Galileo/GPS信号同步解调

3.1 GPS信号跟踪

3.1.1 PN码序列捕获

3.1.2 GPS码跟踪

3.1.2 GPS载波跟踪

3.2 Galileo信号跟踪

3.2.1 Galileo码跟踪

3.2.2 Galileo PLL结构

3.3 Matlab仿真Galileo/GPS信号同步解调过程

3.3.1 仿真参数的设置

3.3.2 仿真结果分析

3.4 本章小结

第四章 误差分析

4.1 全球导航卫星系统的误差源

4.1.1 与GPS卫星有关的误差

4.1.2 与卫星信号传播有关的误差

4.1.3 与接收设备有关的误差

4.2 多径建模

4.2.1 远反射建模

4.2.2 多径误差的克服措施

4.3 多径误差分析

4.3.1 多径传输信号

4.3.2 多径对相关峰值的影响

4.3.3 多径对延时锁相环的影响

4.3.4 多径对载波跟踪的影响

4.3.5 多径信号的识别和获取

4.4 本章小结

第五章 多径误差抑制算法

5.1 高分辨率相关(HRC)

5.2 多径消弱技术实施

5.3 多径抑制的性能测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

附录