北斗接收機基帶信號處理算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS，Global Navigation Satellite System）的發(fā)展日新月異，已成為發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家空間領(lǐng)土、科技水平和軍事博弈的重要戰(zhàn)場，美國的GPS（Global Positioning System）、俄羅斯的 GLONASS、歐洲的 GALILEO、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System）等在GNSS中占有重要地位。北斗系統(tǒng)經(jīng)

2、過長足的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展到實現(xiàn)亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和短報文通信全覆蓋，提供給授權(quán)用戶和開放用戶多種用戶體驗，支持大批量的用戶實現(xiàn)較為精密的定位和導(dǎo)航服務(wù)，并計劃到2020年實現(xiàn)全球覆蓋。但是隨著服務(wù)領(lǐng)域的日益增多，用戶對定位導(dǎo)航精度和速度要求的不斷提升，接收機所處惡劣環(huán)境的不斷增多，都給各系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要機遇，也帶來了巨大挑戰(zhàn)，因此研究定位導(dǎo)航接收機基帶信號處理算法，提高接收機定位導(dǎo)航性能具有重要的現(xiàn)實意義和巨大發(fā)展空間。

3、　　北斗接收機是北斗系統(tǒng)在用戶端的重要平臺，用戶接收衛(wèi)星信號，到最終完成定位導(dǎo)航解算，生成定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)或完成其他輔助功能都是在接收機這一層面實現(xiàn)。各系統(tǒng)在不斷優(yōu)化發(fā)展中提高導(dǎo)航定位性能，常用的改進信號體制方法涉及全局規(guī)劃，較難實現(xiàn)；優(yōu)化天線選址受地形影響較大；創(chuàng)新天線設(shè)計帶來較大的硬件損耗。本文主要研究北斗接收機基帶信號處理中捕獲和跟蹤兩個重要信號處理過程的優(yōu)化和改進，先后詳細分析了北斗系統(tǒng)定位原理、信號構(gòu)成、系統(tǒng)組成和接收機工作原理，

4、北斗接收機的捕獲原理，以及捕獲領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　針對城市環(huán)境中干擾信號多，對北斗系統(tǒng)捕獲衛(wèi)星信號帶來的影響，本文提出了基于小波變換的北斗系統(tǒng)抗干擾捕獲算法，首先對接收信號進行相關(guān)積分和差分累加，使用 Meyer小波進行分解，而后比較分解后各頻段的能量，通過比較結(jié)果確定窄帶噪聲所在頻帶，將噪聲所在頻帶的系數(shù)進行衰減，最后重構(gòu)信號從而實現(xiàn)窄帶干擾的剔除。實驗仿真證明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)單天線情況下抵抗窄帶連續(xù)波干擾，接收機捕獲增益平

5、均提高5dB。
　　同時，針對城市高樓林立的狹窄街道環(huán)境，北斗接收機接收衛(wèi)星信號常常被遮擋，導(dǎo)致跟蹤環(huán)路失鎖而不能正常解算導(dǎo)航數(shù)據(jù)的問題，本文提出了基于改進的擴展卡爾曼濾波器的矢量跟蹤算法，通過耦合各通道的信號特征，實現(xiàn)強信號輔助弱信號跟蹤，從而在衛(wèi)星信號被遮擋的情況下依然保持較為精準(zhǔn)的定位。實驗驗證，在城市街道環(huán)境中，北斗接收機接收可見星數(shù)量不足4顆時，本文算法依然能實現(xiàn)較為精準(zhǔn)的定位。
　　本文在改進接收機基帶信號處理層