北斗共视授时技术研究与设计

摘要

北斗导航定位系统是一个区域性的卫星导航系统，本文在北斗授时系统的基础上，提出了北斗共视授时技术，对共视授时的原理和方法作了深入研究并进行了北斗共视授时机和北斗授时机的软、硬件设计。 实现高精度的时间同步的关键是要消除大气延迟误差，所以本文首先对地球附近空间电磁波传播的大气延迟理论进行了研究，给出了电离层和对流层大气延迟的一般表达式和几种经典的延迟模型。 其次，介绍了北斗授时系统的工作过程及授时模式，并在此基础上提出了北斗共视授时技术理论，给出了共视授时原理、钟差计算式、计算过程、误差分析、系统仿真及北斗共视授时技术应用的方案。 为了实际应用北斗共视授时技术，我们最后对北斗共视授时机及北斗授时机进行了设计。北斗授时机采用了DSP+FPGA的信号处理硬件平台，涉及到了FPGA的捕获跟踪设计和DSP授时软件设计，论文给出了数据平滑方法及基于vC++的共视授时数据处理软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的背景及意义

1.2共视法技术的发展

1.3北斗导航定位系统

1.4论文主要研究内容

第2章地球附近空间电磁波传播的大气延迟理论

2.1对流层延迟

2.1.1对流层延迟的一般表达式

2.1.2对流层延迟模型

2.2电离层延迟

2.2.1电离层延迟的一般表达式

2.2.2电离层延迟模型

2.3本章小结

第3章北斗授时系统

3.1授时技术简介

3.2北斗出站信息格式及调制方式

3.2.1出站信号的信息帧格式

3.2.2出站广播信号的调制

3.2.3 Kasami序列

3.3北斗定位导航系统授时原理

3.3.1北斗定位导航系统授时操作

3.3.2北斗单向授时模式

3.3.3北斗双向授时模式

3.3.4单向授时和双向授时的比较

3.4本章小结

第4章北斗共视授时理论

4.1北斗共视授时原理

4.1.1两北斗共视授时机置于同地

4.1.2两北斗共视授时机置于异地

4.1.3北斗共视授时的优势

4.2钟差计算过程

4.2.1电离层延迟差计算

4.2.2对流层延迟差计算

4.2.3其它时延差的计算

4.3北斗共视授时误差分析

4.3.1测量误差

4.3.2传播路径时延误差

4.3.3卫星星历误差

4.3.4卫星转发器及用户机位置误差

4.3.5北斗共视授时总误差

4.3.6时间监测及其精度

4.4北斗共视授时技术应用方案

4.5本章小结

第5章北斗共视授时机的设计

5.1北斗共视授时机的简介

5.2北斗共视授时机的控制与数据处理设计

5.2.1平滑数据处理方法

5.2.2系统控制与数据处理软件设计

5.2.3北斗共视授时零值差测量

5.3北斗授时机的总体设计方案

5.3.1系统硬件设计

5.3.2系统软件功能

5.4 FPGA的信号捕获和跟踪电路设计

5.4.1 FPGA功能模块设计

5.4.2扩频码的捕获设计

5.4.3扩频码和载波的跟踪设计

5.5 DSP的信号捕获和跟踪解算设计

5.5.1 DSP的功能模块设计

5.5.2捕获环路软件实现

5.5.3跟踪环路软件实现

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢