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1、中圖分類號(hào)：V249.3論文編號(hào)：102870318-SX142學(xué)科分類號(hào)：081101碩士學(xué)位論文GNSS載波信號(hào)多環(huán)路自適應(yīng)跟蹤技術(shù)研究研究生姓名趙宏宇學(xué)科、專業(yè)控制理論與控制工程研究方向衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)指導(dǎo)教師賴際舟教授許睿講師南京航空航天大學(xué)研究生院自動(dòng)化學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonAdaptiveGNSSCarrierTrackin
2、gUsingMultipleLoopsAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbyZhaoHongyuAdvisedbyProf.LaiJizhouandLecturerXuRuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包
3、含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用的環(huán)境也日益復(fù)雜。在航空、航天等應(yīng)用領(lǐng)域，由于大多數(shù)飛行器處于高動(dòng)態(tài)的環(huán)境下，接收機(jī)與導(dǎo)航衛(wèi)星之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信
4、號(hào)中包含很大的多普勒頻移和頻移變化率，如果跟蹤過程中對(duì)多普勒頻移估計(jì)不準(zhǔn)，衛(wèi)星信號(hào)中的載波信號(hào)無法準(zhǔn)確剝離出來，接收機(jī)就會(huì)失去對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的鎖定。此外，在大地測量、行人導(dǎo)航等應(yīng)用領(lǐng)域，由于森林、峽谷、市區(qū)等環(huán)境使得衛(wèi)星信號(hào)功率嚴(yán)重衰減，容易造成接收機(jī)跟蹤失鎖。為解決上述高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的載波跟蹤失鎖問題及弱信號(hào)環(huán)境下的載波跟蹤失鎖問題，要求衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)具有高動(dòng)態(tài)擴(kuò)頻能力和弱信號(hào)跟蹤能力。因此，面對(duì)不同的應(yīng)用需求，研發(fā)既能適應(yīng)高動(dòng)態(tài)環(huán)境又能適應(yīng)弱信號(hào)環(huán)境跟蹤的接收機(jī)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。首先，論文從載波跟蹤原理的研究出發(fā)，分析了載
5、波跟蹤的動(dòng)態(tài)應(yīng)力誤差和熱噪聲誤差，為提高跟蹤的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性和噪聲的抑制能力，分析了載波跟蹤環(huán)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、相干積分時(shí)間對(duì)載波跟蹤性能的影響，為高動(dòng)態(tài)和弱信號(hào)環(huán)境下載波跟蹤算法的研究提供了理論分析依據(jù)。隨后，針對(duì)弱信號(hào)環(huán)境下跟蹤失鎖的問題，提出了多環(huán)路并聯(lián)融合的方案，方案考慮了載波環(huán)中鎖相環(huán)、鎖頻環(huán)、長短相干積分時(shí)間的優(yōu)缺點(diǎn)，通過融合不同結(jié)構(gòu)和相干積分時(shí)間的環(huán)路，降低噪聲對(duì)多普勒頻移估計(jì)的影響，避免單個(gè)環(huán)路輸出錯(cuò)誤的多普勒頻移而造成跟蹤失鎖。同時(shí)，針對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下跟蹤失鎖的問題，提出了變帶寬的自適應(yīng)跟蹤算法，該算法基于模糊邏輯理論，
6、通過感知?jiǎng)討B(tài)環(huán)境的變化，自適應(yīng)地對(duì)帶寬進(jìn)行調(diào)整，提高了動(dòng)態(tài)性能和跟蹤精度。最后，針對(duì)高動(dòng)態(tài)和弱信號(hào)環(huán)境下跟蹤失鎖的問題，提出了多環(huán)路并聯(lián)自適應(yīng)載波跟蹤算法，該算法考慮了多環(huán)路融合算法在弱信號(hào)環(huán)境下跟蹤的優(yōu)點(diǎn)，并考慮了模糊自適應(yīng)變帶寬算法在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下跟蹤的優(yōu)點(diǎn)，提高了跟蹤的動(dòng)態(tài)性能和跟蹤精度，通過構(gòu)建仿真平臺(tái)對(duì)該算法進(jìn)行了驗(yàn)證。論文的研究為滿足高動(dòng)態(tài)和弱信號(hào)跟蹤要求的通用接收機(jī)的研發(fā)提供了較好的參考方案，具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：高動(dòng)態(tài)，弱信號(hào)，載波跟蹤，多環(huán)路，自適應(yīng)IGNSS載波信號(hào)多環(huán)路自適應(yīng)跟蹤技術(shù)研究ABSTRA
7、CTSatellitenavigationreceivershavebeenwidelyusedinmanyfieldswiththerapiddevelopmentofglobalnavigationsatellitesystem(GNSS),andtheapplicationenvironmentisalsoincreasinglycomplicated.Inaerospaceandaerospaceapplications,mostaircraftsareinhighdynamicenvironments,thereisa
8、drasticrelativemovementbetweenthereceiverandthenavigationsatellite.Becauseoftherelativemovement,eachsatellitesignalreceivedbytherec
