BDS软件接收机基带信号处理技术研究

摘要

北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS），是由中国自主研发的提供全球定位、导航和授时服务的卫星导航系统。自1996年美国颁布E911法令以来，基于位置服务(Location Based Service，LBS)的概念走入了人们的生活，市场上出现了各种嵌入导航模块的终端产品，并根据定位信息推出了相关应用服务，给人们的生活带来了便捷。本文研究了BDS软件接收机基带信号处理问题，改进了北斗系统信号捕获算法。同时，利用多核并行处理技术实现了信号并行跟踪。通过并行处理优化了BDS软件接收机的性能，为研究具有多模多频处理能力的实时软件接收机提供了相关的理论和技术支持。
　　本文的主要工作包括以下几个方面:
　　(1)采用C#语言构建了BDS软件接收机实现平台，其功能包括BDS信号仿真、信号捕获、信号跟踪、位置解算以及数据的解调等。
　　(2)针对B1I信号中NH码跳变问题，在并行捕获的基础上提出改进的并行捕获算法，并对改进的算法进行了仿真测试，实验结果表明改进的算法可以有效规避由NH码和导航数据引起的跳变对相关结果的影响，提高了算法的可靠性及适用性，GEO卫星和MEO/IGSO卫星的捕获成功率分别从62％、83％提高到98％左右。
　　(3)针对软件接收机跟踪时延大的问题，本文基于C#语言提出了一种B1I信号跟踪处理方案，采用多核并行处理技术实现多通道并行跟踪，从而提高软件接收机的处理速度，降低时延。仿真结果显示，本文提出方案的加速比超过了1.5，有效地缩短了信号的跟踪时长。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究的内容及安排

1．3．1 本文主要研究内容

1．3．2 本文章节安排与介绍

第二章 北斗信号结构与基带信号处理

2．1 北斗系统信号结构

2．2 多普勒频移

2．3 基带信号处理

2．3．1 信号捕获

2．3．2 信号跟踪

2．4 本章小结

第三章 BDS软件接收机平台

3．1 信号仿真

3．2 B1I信号捕获

3．2．1 搜索区间

3．2．2 串行捕获

3．2．3 并行捕获

3．3 跟踪环路

3．4 位同步与帧同步

3．5 BCH译码及实现

3．6 卫星位置解算与定位

3．7 本章小结

第四章 基于B1I信号的改进并行捕获算法

4．1 测距码

4．2 NH码

4．3 圆周移位

4．4 改进的捕获算法设计与仿真分析

4．4．1 算法设计

4．4．2 算法的仿真实现及分析

4．5 本章小结

第五章 多通道并行跟踪环路的实现及分析

5．1 锁相环

5．2 载波环

5．3 码环

5．4 跟踪并行化

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文工作总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况