卫星导航系统电文纠错编码研究

摘要

在当代人们的生活中，卫星导航定位已成为必不可少的一部分。导航电文作为定位的依据，其传输的准确性直接影响着定位的精度。在导航电文设计时引入适当的信道编码，可有效的提高信息传输的可靠性。近年来，随着计算机技术和卫星导航系统的发展，以及人们对导航定位精度要求的不断提高，许多应用于传统通信领域的信道编码方法已被逐渐地用到卫星导航电文的设计中。由于发射功率、信道容量、接收信噪比等不可抗因素的限制，采用优越的纠错编码方法是未来卫星导航系统导航电文设计的必然趋势。 针对新一代全球卫星导航系统导航电文纠错编码设计的需求，本文主要进行了以下研究： 1.分析了全球卫星导航系统的结构组成、定位原理及导航电文内容与作用，并通过研究GPS系统、Galileo系统、GLONASS系统以及北斗系统公开的接口文件，分析了各卫星导航系统的电文结构，以及它们所用的纠错编码方法。 2.针对4大卫星导航系统出现的电文纠错编码方法，分别对卷积码、BCH码、低密度奇偶校验码、汉明码、循环冗余校验码的编译码方法进行了研究，并对Turbo码的编译码方法及不同交织器进行了研究。 3.采用信道建模对应用于导航电文中的纠错编码方法进行了性能仿真，并分别对每一种纠错码在不同参数配置下的性能进行了对比仿真。依据理论研究与仿真结果，并结合导航电文的特点，提出了它们各自在导航电文纠错编码应用中的参数选择建议。 4.综合对比与分析了不同纠错码的性能差异与特点，结合卫星导航系统中导航电文的特点和数据类型，针对导航电文不同信息帧长、码率、传输效率、传输可靠性等方面的设计需求，提出了未来卫星导航系统导航电文纠错编码设计方案。

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