基于码多普勒补偿的微弱GNSS长码快速直接捕获算法

为提高全球导航卫星系统（GNSS）的抗干扰能力,要求在不借助于短码辅助的情况下对长码进行直接捕获.传统长码直接捕获算法针对的是正常接收信号.当信号被遮挡或干扰以后将变得十分微弱,此时已有算法将面临严峻挑战.为此,本文提出了一种基于码多普勒补偿的长码捕获算法.该算法根据所搜索的载波频率格进行码多普勒补偿,可以大大延长预检测积分时间从而改善捕获性能.仿真结果表明,新算法能有效减小码多普勒影响,在相干积分时间为1ms非相干累加次数为300情况下,捕获灵敏度可达-183dBW.     

MBOC信号捕获算法性能分析

现代化的GPS和Galileo系统在L1/E1频点增加使用MBOC调制的民用信号。MBOC调制相比BOC(1,1)增加了BOC(6,1)分量,增加高频分量可以提高信号的伪码测量精度和多径抑制性能,但同时也提高了信号捕获的复杂度。文中介绍了MBOC信号3种常用的捕获算法,并从硬件资源和检测性能两方面比较其性能,结果表明窄带匹配滤波捕获算法以损失部分能量为代价,极大降低了实现复杂度。     

BOC调制信号捕获的研究

由于BOC调制信号是一种非常新的调制信号,在伽利略系统中占据着重要地位,因此对它的捕获研究就显得尤为重要。而本文正是研究了BOC调制信号的捕获技术。首先,介绍了BOC调制中的相关器;其次,分析了BOC调制信号的捕获技术;最后,对BOC调制理论进行了仿真实验。结果表明:BOC调制信号均值法捕获可以很好地捕获到信号,达到了预期要求。     

基于自相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法研究

针对BOC信号特殊的结构给捕获带来的模糊性问题,提出了一种基于BOC信号自相关函数重构结合并行码相位捕获的高效算法,即在本地增设一条正交参考波形支路,将本地参考波形支路与接收BOC信号的相关结果,通过简单线性计算来消除BOC调制的相关副峰,增大主峰强度,同时结合并行码捕获算法,降低了算法的运算量.仿真结果表明,载噪比在35~45 d B·Hz范围时,本算法相比于现有的几种基于自相关函数重构的主峰检测算法,主副峰分离度有约2~5 d B的提高,尤其在低载噪比下可以提供更高的正确捕获概率.     

GNSS信号兼容捕获算法

目前卫星导航定位系统正在从单一的GPS时代向多星座并存的GNSS时代转移,多星座兼容的卫星导航接收机将会成为未来接收机产品的主流.常用的伪码频域和时域捕获算法,虽可以实现特定系统的伪码信号的快速捕获,但对于处理多个系统、多种调制方式、不同码长的卫星信号而言,尚存在一定的局限性.本文将提出一种应用于GNSS兼容接收机的通用信号快速捕获方法.经实际测试表明,该算法实现了兼容捕获GPS,GLONASS,Galileo和COMPASS等GNSS信号,可以对不同类型的卫星导航信号进行快速捕获,具备较高的实用价值.     

探讨GPS信号捕获及性能的提高

本文首先分析了GPS信号捕获的原理,接着从初始化和捕获跟踪两个方面详细研究了信号捕获的实现。并在GPS信号捕获性能分析的基础上,提出了捕获性能提高的方法,为GPS的应用研究提供一定的借鉴作用。     

码相关参考波形技术在BOC信号接收中的多径抑制性能研究

码相关参考波形（CCRW）技术是一类通过改变码跟踪环路的本地参考信号波形来改善GNSS接收机多径抑制性能的技术的总称.本文对五种波形的CCRW技术在BOC信号接收中的应用及其码跟踪性能进行了分析仿真,其中三种技术为首次应用于BOC接收机中;文中提出了三种基于多径误差包络的多径抑制性能评估指标,并根据这些指标对五种波形的CCRW技术应用于BOC信号时的多径抑制性能进行了定量的比较,得出的结果为针对BOC信号接收机的多径抑制技术设计提供了指导方向.     

基于相关移位BOC(n,n)无模糊度捕获算法

GPS现代化过程中,为避免导航信号频段间的互相干扰,采用了BOC调制技术来实现频带资源的合理利用.但是经过BOC调制的信号的自相关函数会存在多个副峰,这将会使捕获存在模糊性.针对这一问题提出了一种新的无模糊度捕获算法,根据BOC单元相关函数的特性,通过与移位半个码片取反后的新函数相乘,最终实现消除边峰的能力.仿真分析表明,本文提出的算法可以削弱副峰的干扰,使主峰跨度减小到半码片宽度,捕获灵敏度同ASPeCT方法,但均峰比比ASPeCT方法提高约10%,计算量也减少了40%.     

一种变步长超宽带同步捕获的方法

针对跳时超宽带系统中多径和窄脉冲引起的平均捕获时间长、捕获精度低等问题,提出一种用于改进平均捕获时间和捕获精度的变步长同步捕获的方法。算法采用非连续搜索并利用多个门限有效调整搜索步长,整个搜索过程遵循由粗到精的快速搜索策略。本文对该算法的平均捕获时间进行性能分析,并在基于脉冲体制的跳时超宽带系统仿真中将其与经典算法进行比较,采用平均捕获时间和捕获精度作为衡量标准。     

BPSK-PM深空通信信号载波捕获方案

BPSK-PM是一种以BPSK为副载波调制方式,而主载波使用PM调制方式的调制体制.这种体制使调制后的遥测遥控数据频谱与载波频谱分离,残留载波可用于测角测速和跟踪,因而常用于深空通信.首先介绍BPSK-PM调制体制,分析了其调制信号的频谱特性,然后根据应用场景要求提出了中频数字接收和载波捕获方案,其中载波捕获方案分为基于FFT的频率搜索和基于全数字锁频环技术的频率跟踪2个部分,并对这2部分做了详细的分析.最后给出了该载波捕获方案的实际应用案例,该载波捕获方案的有效性已在实际应用中得到初步验证.     

一种增强多种调频信号的自适应新算法

依据变步长LMS算法可改善ALE算法跟踪性能的优点,构造了基于高阶累积量变步长类LMS自适应谱线增强新算法,用运动目标辐射噪声的实测数据进行了动态仿真.结果表明,该算法对多种调频信号有很强的增加能力和很好的跟踪性能,这为水下运动目标识别与检测提供了新的技术途径.     

GPS数字中频信号仿真及捕获验证

为测试全球定位系统(global positioning system,GPS)软件接收机中GPS信号处理算法的功能,有必要对GPS信号进行仿真.在分析GPS数字中频信号数学模型的基础上,详细阐述了信号仿真的步骤并实现了GPS数字中频信号仿真器.在捕获算法中,分析了时域串行搜索捕获和频域并行搜索捕获算法的复杂度.与其他捕获算法相比,并行码相位捕获算法大大减小了复杂度.选择了捕获速度快的并行码相位搜索捕获算法时产生的中频信号进行验证,结果表明,仿真器可以为GPS信号处理算法提供可靠的信号源.     

单频干扰下卫星导航信号的码跟踪性能评估

基于伪码为离散频谱推导了单频干扰下码跟踪误差的解析式,提出将鉴别器曲线的最大偏移量作为码跟踪性能的评价标准,对不同卫星导航信号的码跟踪误差进行仿真.仿真结果表明:GPSL1信号的部分卫星更易受到单频干扰的影响;采用BOC(1,1)赋形和MBOC(6,1,1/11)赋形的卫星导航信号受单频干扰的影响大于采用矩形赋形的;采用窄相关技术可以减小单频干扰对信号码跟踪性能的影响.     

GPS数字中频信号仿真及捕获验证

为测试全球定位系统(global positioning system,GPS)软件接收机中GPS信号处理算法的功能,有必要对GPS信号进行仿真。在分析GPS数字中频信号数学模型的基础上,详细阐述了信号仿真的步骤并实现了GPS数字中频信号仿真器。在捕获算法中,分析了时域串行搜索捕获和频域并行搜索捕获算法的复杂度。与其他捕获算法相比,并行码相位捕获算法大大减小了复杂度。选择了捕获速度快的并行码相位搜索捕获算法对产生的中频信号进行验证,结果表明,仿真器可以为GPS信号处理算法提供可靠的信号源。     

GNSS开放服务的监测评估

GNSS开放服务的互操作是卫星导航发展的新趋势,其服务性能将直接决定用户使用的安全和可靠性;因此,开展GNSS开放服务的监测评估已成为卫星导航系统供应商和用户关注的焦点.本文首先系统地提出了GNSS开放服务监测评估的要素和方法;根据需求,我们设计了基于全向天线、多波束天线和大型抛物面天线分别实现四重、一重逆覆盖跟踪和精细分析的国际GNSS监测评估系统(iGMAS)架构,并对全球布站方案进行了初步的论证.最后,介绍了对北斗卫星导航系统开放服务监测评估的相关工作,并初步验证了系统实现的可行性.     

全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现

基于FPGA设计实现了一种全频段多系统全球导航卫星系统(global navigation sattellite system,GNSS)数据采集系统。该系统由宽带天线、宽带射频前端、A/D转换模块、下变频模块、滤波器模块、数据存储模块等构成,可以实现四大导航系统的全频段覆盖,具有并行数据采集通道多、采样速率高、可灵活配置等特点,能够满足全频段多系统软件接收机的各种处理需求。对GALILEO在轨卫星实际数据的测试结果验证了数据采集系统的正确性。该数据采集系统可用于GNSS全频模拟信号源的验证以及在轨导航卫星信号的质量监测。     

基于单元相关二次组合BOC无模糊捕获技术

为了克服传统BOC捕获算法在处理相互冲突的多个性能指标方面的不足,基于单元相关输出二次组合概念提出了一种系统最优化的算法设计框架.先将各项性能指标转化为控制参数的确定函数,再将BOC捕获问题转换为参数优化问题.基于该算法框架给出了具体的BOC无模糊捕获算法设计实例.仿真结果表明:该算法能够完全抑制组合相关函数副峰,有效解决BOC捕获模糊问题,并且在判决统计量的输出信噪比和恒虚警下检测概率2个指标上取得良好的效果,具有工程实用价值.