新体制下北斗微弱信号的捕获技术研究

摘要

随着全球卫星导航系统、区域导航系统以及增强导航系统建设的稳步推进，通信频带需求和有限卫星频带资源之间的矛盾日益严重。为实现频带共用和频谱分离，解决频带拥挤的问题，除GLONASS系统外其他卫星导航系统的现代化建设中均采用了新体制下的调制方式——BOC调制方式。但是，由于BOC调制信号的自相关函数具有多个峰值，使得在BOC信号的捕获过程中容易带来模糊性问题。同时，在高楼林立的城市、山林峡谷等环境中，北斗信号非常微弱，北斗导航电文中NH码会削弱卫星信号接收机对弱信号的捕获能力。因此，为满足不同应用环境的需求，增强北斗信号的实用性，开展新体制下北斗微弱信号的捕获技术研究是非常必要的。
　　为准确捕获新体制下北斗微弱信号，本文开展的研究工作包括:北斗微弱信号捕获方法研究，消除BOC信号模糊性方法研究。论文研究内容如下:
　　在北斗微弱信号捕获方法研究中，研究了几种现有的卫星微弱信号捕获方法。针对北斗导航电文中NH码会削弱对弱信号的捕获能力，无法进行长时间的相干累加的特点，结合基于短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获方法，设计了一种通过估计NH码组合的方法来提高捕获北斗微弱信号的方法。
　　针对自相关边峰对消法仅适用于SinBOC(n，n)信号，适用面窄;信号处理过程需要用到BOC信号的自相关函数和互相关函数，计算量较大的缺点，提出了一种改进的北斗微弱信号捕获方法。分析和实验结果表明，改进后的算法适用于任意阶正余弦BOC(n，n)信号，并且只需要使用调制信号的自相关函数就可以完成负边峰消除，运算量低，主峰和边峰的比值显著提高，更容易准确捕获北斗微弱信号。

目录

声明

摘要

1．1课题背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3主要研究内容及论文结构安排

2新体制下的信号调制技术

2．1新体制调制方式

2．1．1基本的BOC调制

2．1．2 MBOC调制

2．1．3 AltBOC调制

2．2新体制调制信号的基本特性

2．2．1功率谱密度

2．2．2自相关函数

2．2．3多径效应

2．2．4前端滤波带宽

2．3本章小结

3北斗微弱信号捕获方法研究

3．1卫星信号搜索方法

3．1．1串行搜索

3．1．2并行搜索

3．2现有的卫星微弱信号捕获方法

3．2．1基于时域相关器的信号捕获

3．2．2基于匹配滤波器的信号捕获

3．2．3基于FFT的信号捕获

3．2．4短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获

3．2．5信号捕获的门限设定

3．2．6相干积分

3．2．7非相干积分

3．2．8差分相干积分

3．3改进的北斗微弱信号捕获方法

3．3．1一种改进的北斗微弱信号捕获方法的提出

3．3．2算法性能分析

3．3本章小结

4消除BOC信号模糊性方法研究

4．1现有的边峰消除技术

4．1．1自相关边峰对消法(ASPcCT)

4．1．2副载波相位消除法(SCPC)

4．1．3 BPSK-like法

4．1．4相关函数分型重构法

4．2改进的边峰消除技术

4．2．1一种改进的边峰消除技术的提出

4．2．2算法性能分析

4．3本章小结

5．1、总结

5．2、展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢