高靈敏度北斗B1I信號捕獲技術研究.pdf

1、隨著人類活動范圍的擴大，全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)越來越多的應用于室內定位、野外勘測、地震火災救援、地理地形測繪等。在這些環(huán)境復雜的場景中，導航衛(wèi)星的信號會受到諸如多徑反射、障礙物遮擋、寬帶干擾等多方面因素的影響而削弱，致使普通的接收機無法捕獲到上述功率過低的衛(wèi)星信號進行導航定位，限制了導航衛(wèi)星系統(tǒng)的應用。高靈敏度導航衛(wèi)星信號捕獲是研究在弱信號環(huán)境下對導航衛(wèi)星信號進行捕獲的技術。
　　北斗二號導航衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研制、獨立運行的全球導航衛(wèi)

2、星系統(tǒng)。2012年，北斗正式進入商用階段，目前在軌衛(wèi)星19顆，已實現(xiàn)了亞太地區(qū)的導航定位服務。隨著北斗系統(tǒng)的不斷完善，北斗導航定位終端擁有極為廣闊的市場前景。因此，高靈敏度北斗衛(wèi)星信號捕獲技術是一項非常具有挑戰(zhàn)性和前瞻性的研究課題。
　　本文首先對北斗二號衛(wèi)星信號的結構和特性進行了分析，包括信號的組成結構、測距碼的產生和性質、衛(wèi)星信號的多普勒效應以及中頻信號模型等，并設計實現(xiàn)了北斗中頻信號仿真程序，詳細介紹了仿真中頻信號的產生流程

3、。然后介紹了導航衛(wèi)星信號的捕獲原理和分別在時域和頻域進行的兩種基本的捕獲方法。
　　其次，實現(xiàn)高靈敏度導航衛(wèi)星信號捕獲主要是對本地復現(xiàn)信號和接收衛(wèi)星信號的相關結果進行積分，根據(jù)累積方式的不同，分為相干積分法、非相干積分法和差分相干積分法，本文詳細介紹了三種算法的原理，并對其進行了仿真分析，仿真實驗表明由于北斗信號比特反轉速率高，使得相干積分的時間不能超過1ms，差分相干積分法也并不適用。本文分析了非相干積分法和全比特法兩種北斗弱信

4、號捕獲方法，對其捕獲性能進行了仿真分析。針對高靈敏度捕獲算法運算量大，運行時間長的問題，提出了一種優(yōu)化方法，使一個測距碼周期的相關運算可以減少一半的傅里葉逆變換和一半的相乘運算。
　　最后，本文設計了一種適用于北斗衛(wèi)星 B1I弱信號的捕獲方法，即改進半比特-特征序列法。通過實驗驗證了改進半比特算法的可行性，并詳細分析了不同長度的NH20碼特征序列的抗干擾能力。使用仿真北斗中頻信號對該方法進行了捕獲實驗，并與非相干積分法和全比特法做