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1、中圖分類號(hào)：V249.32論文編號(hào)：102870318-SX208學(xué)科分類號(hào)：081105碩士學(xué)位論文弱信號(hào)環(huán)境下北斗導(dǎo)航接收機(jī)跟蹤算法研究研究生姓名周穎學(xué)科、專業(yè)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制研究方向衛(wèi)星導(dǎo)航與組合導(dǎo)航指導(dǎo)教師李榮冰副教授南京航空航天大學(xué)研究生院自動(dòng)化學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonTrackingAlgorithmofBei
2、DouNavigationReceiverundertheweaksignalAThesisinNavigationGuidenceandControlByZhouYingAdvisedbyAssociateProf.LiRongbingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,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
3、致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(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(kù)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)位論文摘要為了打破GPS的壟斷地位，我國(guó)不斷加快自主北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)步伐，目前已將其成功應(yīng)用于交通運(yùn)輸、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等領(lǐng)域，大大促進(jìn)了我國(guó)的國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。北斗三號(hào)衛(wèi)
4、星的成功發(fā)射，標(biāo)志著北斗系統(tǒng)已正式進(jìn)入第三階段的建設(shè)，北斗產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，與此同時(shí)對(duì)接收機(jī)的性能要求也越來(lái)越高。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在城市、山川峽谷等旅游景點(diǎn)對(duì)導(dǎo)航定位的需求越來(lái)越多，而這些環(huán)境中能接收到的衛(wèi)星信號(hào)較弱，只有高靈敏度接收機(jī)才能滿足工作要求，因此高靈敏度跟蹤算法研究具有非常重要的意義和相當(dāng)廣闊的前景。本文在深入分析北斗二號(hào)衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，介紹了北斗三號(hào)衛(wèi)星的信號(hào)特點(diǎn)，從傳統(tǒng)的跟蹤環(huán)路入手，針對(duì)城市峽谷等弱信號(hào)應(yīng)用環(huán)境，對(duì)導(dǎo)航接收機(jī)載波環(huán)和碼環(huán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)相應(yīng)的環(huán)路誤差進(jìn)行分析，探究環(huán)路帶
5、寬等環(huán)路參數(shù)對(duì)接收機(jī)性能及弱信號(hào)跟蹤能力的影響，并選取合適的驗(yàn)證方案對(duì)環(huán)路跟蹤性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。加長(zhǎng)相干積分時(shí)間是高靈敏度接收機(jī)工作的有效手段，而相干積分時(shí)間的加長(zhǎng)有諸多限制因素，本文針對(duì)弱信號(hào)環(huán)境提出一種改進(jìn)的基于最大似然估計(jì)的位同步方法，在進(jìn)行北斗弱信號(hào)位同步的同時(shí)還可以完成NH碼的剝離，減小位同步的錯(cuò)誤率。在此基礎(chǔ)上采用先猜后檢的思想實(shí)現(xiàn)高增益相干積分算法，完成對(duì)弱信號(hào)的跟蹤，并在軟件接收機(jī)上對(duì)該算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，分析該算法對(duì)環(huán)路跟蹤性能的影響。采用長(zhǎng)相干積分可以提升接收機(jī)弱信號(hào)跟蹤能力，但是隨著相干積分時(shí)
6、間的不斷加長(zhǎng)，環(huán)路性能會(huì)有所下降，且跟蹤精度也會(huì)相應(yīng)變差。為了保證高增益相干積分的效果，采用頻率穩(wěn)定度傳遞策略，利用輔助信號(hào)補(bǔ)償弱信號(hào)通道的頻率偏差，以此消除由于頻率偏差存在導(dǎo)致的相干積分能量損失，并通過軟件接收機(jī)平臺(tái)對(duì)其有效性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。除了利用軟件接收機(jī)平臺(tái)對(duì)算法進(jìn)行實(shí)時(shí)修改與驗(yàn)證外，還搭建了基于FPGA+DSP的接收機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)。首先對(duì)驗(yàn)證平臺(tái)的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后重點(diǎn)完成基于FPGA+DSP的基帶信號(hào)處理平臺(tái)功能模塊設(shè)計(jì)，并針對(duì)弱信號(hào)場(chǎng)景完成本文跟蹤算法的總體驗(yàn)證及分析。關(guān)鍵詞：北斗；跟蹤環(huán)路；相干積分；頻
7、率穩(wěn)定度傳遞；軟件接收機(jī)；FPGA+DSPI弱信號(hào)環(huán)境下北斗導(dǎo)航接收機(jī)跟蹤算法研究ABSTRACTInordertobreakthemonopolypositionofGPS,ourcountryhasbeenacceleratingthedevelopmentofBeidounavigationsystem.Ithasbeensuccessfullyappliedtotransportation,disasterreductionandpublicsafety.Soithasgreatlycontributedac
8、riticaleffecttothenationaldefenseconstructionandnationaleconomicdevelopmentofourcountry.ThesuccessfullaunchoftheBDS-3satelliteindicatesthattheBeidousystemhasofficiallyentere
