GNSS信号捕获策略及数据/导频联合捕获研究

摘要

现代全球导航定位系统（GNSS）起源于美国的GPS，随着应用领域不断拓展，其战略地位及研究热度也在不断提升。信号捕获模块是接收机调制解调模块的重要
　　组成部分，捕获的目的是粗略的估计可见星信号的伪码相位和多普勒频移，对于初始化跟踪环路具有重要意义。本文主要对捕获过程中的捕获策略和数据/导频信号联合捕获算法进行了研究。
　　捕获实际上指的就是信号检测，对于捕获模块中最终得到的检测量，如何综合判断信号捕获成功与否，就是捕获策略想要解决的问题。传统的捕获策略主要是N中取M搜索检测器和Tong搜索检测器。本文对这两种策略进行了深入的理论分析，通过数值仿真给出了这两种检测器不同应用场景下的推荐参数，并对两种策略的性能进行了对比。同时针对N中取M搜索检测器和Tong搜索检测器各自的缺陷，分别提出了改进的捕获策略。最后通过仿真，验证了改进的捕获策略性能优于传统的捕获策略。
　　加入导频通道是现代GNSS信号的一个改进方向，将数据通道和导频通道的信号进行联合处理能充分利用新信号的内在属性。本文从信号统计分布的角度，详细介绍了三种数据/导频信号联合捕获的算法：非相干联合检测、相干联合检测和差分相干联合检测，并分析得出了每一种算法的虚警概率和检测概率的理论公式，通过仿真验证了理论公式的正确性。最后通过不同载噪比条件下的ROC曲线对比了三种算法的性能，而且考虑到三种算法的计算量相当，综合比较表明，相干联合检测的性能优于另外两种算法。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要工作与章节安排

2 GNSS信号捕获理论

2.1 引言

2.2 信号模型

2.3 信号搜索捕获算法

2.4 捕获门限的设定及检测概率

2.5 传统搜索检测器

2.6 本章小结

3 搜索检测策略研究

3.1 引言

3.2 N中取M搜索检测器

3.3 Tong搜索检测器

3.4 两种检测器仿真对比

3.5 改进的搜索检测器

3.6 本章小结

4 数据/导频信号联合捕获研究

4.1 引言

4.2 数据和导频信号模型

4.3 三种联合算法分析

4.4 性能仿真与对比

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献