衛(wèi)星定位接收機(jī)同步技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)涉及一個(gè)國家的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域，對(duì)維護(hù)國家利益具有重大意義。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中直接面對(duì)用戶的就是定位接收機(jī)，而同步技術(shù)關(guān)系到定位接收機(jī)的性能和全部功能的實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)衛(wèi)星定位接收機(jī)同步技術(shù)的研究具有重要意義。本文主要研究了衛(wèi)星定位接收機(jī)的偽碼同步、載波同步和信息同步。取得的主要研究成果如下：
　　 ⑴對(duì)于偽碼同步。特別側(cè)重于研究如何提高偽碼同步與相位測量的精度。分析了影響偽碼跟蹤環(huán)同步精度的主要因素以及主動(dòng)定

2、位方式和被動(dòng)定位方式對(duì)偽碼同步算法的不同要求。在不提高采樣率的前提下，從兩個(gè)不同思路設(shè)計(jì)了偽碼同步與相位測量算法。在等量采樣條件下，通過對(duì)延遲鎖相環(huán)的鑒相結(jié)果做最小二乘線性擬合，實(shí)現(xiàn)了偽碼相位的精確估計(jì),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的雙路時(shí)差測量算法成功應(yīng)用于BD-1 定位接收機(jī)中，在信號(hào)功率為-152.6dBW的條件下，時(shí)差測量精度達(dá)到5ns；成功運(yùn)用非等量采樣理論，設(shè)計(jì)了非等量采樣偽碼同步與相位測量算法，實(shí)現(xiàn)了偽碼相位的精確同步與測量，特別對(duì)該算

3、法的核心——高精度碼NCO的理論與設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)討論，算法成功應(yīng)用于BD-2 定位接收機(jī)中，在碼速率為10.23MHz，信號(hào)功率為-133dBm的條件下，偽碼相位測量精度小于1ns(小于0.01chip)。
　　 ⑵對(duì)于載波同步。分析了主動(dòng)定位方式與被動(dòng)定位方式在接收機(jī)動(dòng)態(tài)性能方面的不同要求，設(shè)計(jì)了兩種載波跟蹤算法。AFC 自適應(yīng)載波跟蹤算法通過對(duì)同相正交環(huán)跟蹤的結(jié)果進(jìn)行處理獲得殘留頻偏的大小和極性信息，再通過AFC電路調(diào)整本地

4、VCO以減小殘留頻偏，環(huán)路參數(shù)與本地VCO 調(diào)整步進(jìn)值可隨殘留頻偏大小自適應(yīng)調(diào)整，還設(shè)計(jì)了有效減少倒π的方法，算法成功應(yīng)用于BD-1 定位接收機(jī)中,在系統(tǒng)要求的各種信號(hào)功率、頻偏、碼偏的組合條件下，誤碼率均低于10-5；FLL/PLL 雙環(huán)自動(dòng)切換載波跟蹤算法通過對(duì)跟蹤后的頻差與預(yù)置門限的比較判斷,在設(shè)計(jì)的雙環(huán)切換算法控制下，實(shí)現(xiàn)在2 階FLL與3 階PLL 之間自動(dòng)切換,滿足不同動(dòng)態(tài)條件下載波跟蹤的要求,算法已成功應(yīng)用于BD-2定位接

5、收機(jī)，可以滿足300m/s 速度和4g 加速度的動(dòng)態(tài)性能要求，在信號(hào)功率為-133dBm 條件下,多普勒頻率測量精度達(dá)到0.7Hz。對(duì)于信息同步。在歸納總結(jié)各衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)信息格式相同點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)通用的位同步與幀同步算法，給出了具體的實(shí)現(xiàn)方法和仿真結(jié)果。
　　 ⑶對(duì)衛(wèi)星定位接收機(jī)同步技術(shù)的理論、算法、仿真、測試等方面做了系統(tǒng)深入地研究。所有算法都已成功應(yīng)用于BD-1、BD-2 定位接收機(jī)中，為下一步研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的定