多GNSS环境下卫星导航信号体制研究与设计

发布时间：2017-08-21 10:43

  本文关键词：多GNSS环境下卫星导航信号体制研究与设计

  更多相关文章： 全球导航卫星系统 卫星导航信号体制 二进制偏移载波调制 三码八相互复用调制 S频段 单边三级偏移载波调制

【摘要】：为了引进新的服务类型,各国都在积极进行导航信号体制的研究和设计。L频段卫星导航信号的严重拥挤,使得新服务的引进将面临严峻的兼容性问题。为此本文重点研究并总结了L频段导航信号波形的设计经验,并在此基础上设计了适合新频段的卫星导航信号波形,主要内容如下:(1)对当前L频段普遍采用的BPSK、BOC和MBOC信号波形和复用方法的研究。首先建立导航信号的性能评估模型,在此基础上分析了子载波速率和码速率对信号码跟踪精度、抗多径性能和兼容性的影响;为了解决了传统的互复用调制方法中,8种不同的输入信号组合值与6个不同相位量之间对应关系模糊的问题,提出了一种三码八相的Interplex调制方法;最后计算了L1频段GNSS信号间的谱分离系以分析L1频段GNSS信号的兼容性,挖掘了导航信号必须要与同频段内已存业务兼容的设计思想,尤其应该避免对军用信号的干扰,同时突出了预先抢占频率资源的重要性,为新频段卫星导航信号的设计累积经验。(2)为了解决频谱资源紧张的问题,提出在S频段实现全球卫星导航并设计导航信号(以下统称为S-BD信号)。首先分析了我国在S频段实现全球卫星导航的可行性和必要性,接着提出了一种新的调制方式——单边三级偏移载波调制,并分析了它的性能。基于此调制方式,本文提出了两种S-BD信号波形的设计方案。通过性能的对比分析发现,在一定条件下,基于UTOC调制的信号波形设计方案比基于BOC调制的信号波形设计方案能表现出更好的性能,认为该调制方式可以作为S-BD信号调制方式的候选方案。(3)为了分析S-BD系统与已存信号的兼容性,分别计算了S-BD信号与S频段已存业务之间相互干扰下的等效载噪比衰减,结果表明,在一定条件下,基于UTOC调制的信号波形设计方案比基于BOC调制的信号波形设计方案更适合S-BD系统,为我国S频段全球卫星导航信号设计提供参考作用。
【关键词】：全球导航卫星系统 卫星导航信号体制 二进制偏移载波调制 三码八相互复用调制 S频段 单边三级偏移载波调制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景14
• 1.2 研究目的与研究意义14-15
• 1.3 国内外研究现状15-18
• 1.3.1 GNSS信号体制研究现状15-16
• 1.3.2 导航信号频率规划研究现状16-17
• 1.3.3 GNSS信号体制评估理论研究现状17-18
• 1.4 本文研究内容与结构18-20
• 第二章 GNSS信号性能的定量评估模型20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 码跟踪精度评估模型20-23
• 2.3 抗多径性能评估模型23-24
• 2.4 兼容性评估模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 L频段BPSK/BOC信号波形和复用技术研究26-57
• 3.1 引言26
• 3.2 GNSS信号体制结构综述26-28
• 3.3 子载波速率和码速率对信号性能的影响分析28-49
• 3.3.1 BPSK调制信号性能的影响分析30-33
• 3.3.2 BOC调制信号性能影响分析33-44
• 3.3.3 MBOC调制信号性能影响分析44-47
• 3.3.4 对信号自谱分离系数的影响分析47-49
• 3.4 GNSS信号波形设计经验总结49-51
• 3.5 复用调制方法设计51-56
• 3.5.1 传统的Interplex复用调制52-54
• 3.5.2 三码八相Interplex调制设计54-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 S频段北斗全球卫星导航信号设计57-78
• 4.1 引言57
• 4.2 我国S频段GNSS业务的可行性和必要性分析57-59
• 4.3 调制方式设计59-69
• 4.3.1 UTOC调制信号功率谱密度59-65
• 4.3.2 UTOC调制信号的码跟踪精度65-67
• 4.3.3 UTOC调制信号的抗窄带干扰性能67-68
• 4.3.4 UTOC调制信号的抗多径性能68-69
• 4.4 S-BD信号波形设计69-76
• 4.4.1 S-BD信号发射功率计算70-71
• 4.4.2 S-BD信号性能分析71-76
• 4.5 本章小结76-78
• 第五章 S-BD信号兼容性分析78-93
• 5.1 引言78
• 5.2 S-BD信号兼容性分析78-92
• 5.2.1 RDSS与全球星间的干扰分析78-82
• 5.2.2 RDSS与IRNSS的干扰分析82-84
• 5.2.3 S-BD信号与全球星的干扰分析84-87
• 5.2.4 S-BD信号与RDSS的干扰分析87-89
• 5.2.5 S-BD信号与IRNSS间的干扰分析89-92
• 5.3 本章小结92-93
• 第六章 总结和展望93-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-101
• 攻读硕士期间取得的成果101-102

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