GALILEO卫星导航信号的捕获及其跟踪处理的研究

论文摘要

卫星定位系统在军事和生活中的应用日益广泛,继美国的GPS等卫星定位系统之后,GALILEO系统是欧洲自己的卫星导航系统,其首颗卫星GIOVE-A已经在2005年12月28日升空,并且在2006年初开始发射导航信号。在这种国际卫星导航系统发展背景下,研究GALILEO接收机系统将具有十分重要的意义。论文首先从GALILEO系统的总体结构和组成出发,对GALILEO系统特有的Binary-Offset-Carrier（BOC）调制进行分析,详述了GALILEO系统中各路信号的组成及调制方法,着重研究了GALILEO系统中提供公开服务的E2-L1-E1频段信号源的构建,并模拟了天线接收BOC调制信号模型。论文使用基于FFT的循环相关的并行快速捕获方法进行信号捕获仿真,从理论和数学推导上给予阐述。在码片跟踪方面,仿真了L1信号的鉴相性能,详述了BOC（1,1）信号的跟踪模糊问题,找出了一种适合其本身的码跟踪技术,并给出一种改进的适用于新的相关函数的鉴相器算法,这种算法消除了边峰带来的误跟踪威胁。最后通过仿真验证了所述算法的正确性和有效性。载波跟踪方面采用Costas环来实现对信号载波的有效跟踪,并仿真了跟踪性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的背景
• 1.3 本文内容介绍
• 第2章 GALILEO系统概述
• 2.1 卫星导航原理
• 2.2 GALILEO系统的总体构成
• 2.3 GPS、GLONASS和GALILEO系统的不同点
• 2.3.1 系统参数
• 2.3.2 坐标参考系
• 2.3.3 时间系统
• 2.4 GPS、GLONASS和GALILEO的导航信号分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 GALILEO各频段信号源仿真
• 3.1 BOC调制详述
• 3.1.1 BOC调制简介
• 3.1.2 BOC信号频谱分析
• 3.2 E2-L1-E1频段信号研究
• 3.2.1 L1信号特性
• 3.2.2 L1信号调制方案
• 3.3 E5频段信号研究
• 3.3.1 E5信号特性
• 3.3.2 E5信号调制方案
• 3.4 E6频段信号研究
• 3.4.1 E6频段信号特性
• 3.4.2 E6频段信号调制方案
• 3.5 L1信号源模型的实现及其仿真
• 3.5.1 L1信号源仿真模型
• 3.5.2 模拟天线接收的BOC信号
• 3.5.3 天线接收信号的下变频至中频模型
• 3.5.4 多通道模型
• 3.6 BOC相关器输出信号模型
• 3.7 本章小结
• 第4章 GALILEO信号的捕获
• 4.1 卫星导航信号捕获方法概述
• 4.1.1 串行捕获策略
• 4.1.2 基于FFT循环相关的并行捕获方法
• 4.2 L1信号的捕获研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 GALILEO信号的跟踪
• 5.1 GALILEO信号码元跟踪研究
• 5.1.1 码元跟踪概述
• 5.1.2 窄相关DLL原理及性能分析
• 5.1.3 BOC信号的跟踪模糊问题
• 5.1.4 一种消除边峰影响的BOC信号相关函数的构造方法
• 5.1.5 基于新构造相关函数的DLL鉴相器算法研究
• 5.1.6 BOC信号的码跟踪性能分析
• 5.2 GALILEO信号载波跟踪研究
• 5.2.1 Costas环概述
• 5.2.2 Costas环路滤波器的设计
• 5.2.3 载波跟踪仿真
• 5.3 GALILEO接收机完整的跟踪环
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢