BD/GLONASS卫星接收机基带处理研究

论文摘要

多模导航接收机接收多个卫星系统的信号,采用多星座卫星组合定位技术,提高了系统的可靠性和定位、授时精度,减少了对单一导航系统的依赖性。本文简要介绍了国内外卫星导航定位系统的发展状况,重点介绍了北斗和GLONASS系统的信号体制,并对GPS、北斗和GLONASS这三个系统进行了比较。针对北斗一代无源定位系统的缺陷,本文采用了北斗与GLONASS系统组合导航定位的方案,并讨论了二者组合导航的原理。其次,详细阐述了BD/GLONASS卫星接收机基带处理研究和实现过程。接着对后端所涉及的Viterbi译码、数据校验等算法作了具体的研究。然后,讨论了接收机的硬件平台,提出了主要的软硬件设计方案。本文最后讨论了组合导航的优势,总结了本文的工作,并提出了一些改进的意见。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外卫星导航定位系统的发展概况
• 1.1.1 美国全球定位系统（GPS）
• 1.1.2 俄罗斯GLONASS 全球导航卫星系统
• 1.1.3 欧洲伽利略导航卫星系统计划
• 1.1.4 日本区域性导航卫星系统计划
• 1.1.5 我国卫星导航定位系统的发展概况
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 本人的主要工作
• 第二章 BD/GLONASS接收机工作原理
• 2.1 扩频体制
• 2.1.1 扩频通信理论基础
• 2.1.2 Gold 序列扩频码
• 2.1.3 Kasami 序列扩频码
• 2.2 北斗卫星信号
• 2.2.1 北斗卫星的扩频码结构
• 2.2.2 北斗卫星的卷积编码
• 2.2.3 北斗卫星的信号调制
• 2.3 GLONASS 卫星信号
• 2.3.1 GLONASS 信号的基本组成
• 2.3.2 GLONASS 卫星的载波频率
• 2.3.3 各阶段GLONASS 卫星载波频率计划
• 2.3.4 GPS、GLONASS、BD 比较
• 2.4 北斗和GLONASS 联合定位原理
• 2.5 北斗和GLONASS 基带处理方案
• 2.5.1 北斗基带处理方案
• 2.5.2 GLONASS 基带处理方案
• 第三章 北斗和 GLONASS信号的捕获
• 3.1 相关运算的数学基础
• 3.2 卫星信号的捕获
• 3.2.1 滑动相关
• 3.2.2 基于FFT 的伪码快速捕获
• 3.2.3 匹配滤波器并行搜索
• 3.3 北斗和GLONASS 捕获方法的设计与实现
• 3.3.1 搜索的频率范围
• 3.3.2 搜索的频率步长
• 3.3.3 搜索门限
• 3.3.4 BD、GLONASS 实际捕获结果
• 第四章 BD/GLONASS信号的跟踪
• 4.1 码延迟锁定环
• 4.1.1 码相位鉴别器
• 4.1.2 环路滤波器
• 4.2 载波跟踪
• 4.2.1 四象限鉴频器
• 4.2.2 锁频环
• 4.3 Costas 环和数据解调
• 4.4 BD 和GLONASS 环路数据及解调出来的数据
• 第五章 BD和 GLONASS数据处理
• 5.1 北斗数据处理
• 5.1.1 Viterbi 译码
• 5.1.1.1 Viterbi 译码原理
• 5.1.1.2 北斗Viterbi 译码的软件实现算法
• 5.1.2 CRC 校验
• 5.2 GLONASS 数据处理
• 5.2.1 数据验证算法
• 第六章 基带软硬件设计
• 6.1 硬件设计
• 6.1.1 硬件总体设计
• 6.1.2 基带硬件设计
• 6.1.3 DSP 模块设计
• 6.1.4 DSP 与FPGA的通讯接口
• 6.1.5 串口模块设计
• 6.1.6 FPGA 模块设计
• 6.2 软件设计
• 6.2.1 DSP/BIOS 简介
• 6.2.2 软件总体流程
• 6.2.3 北斗相关通道处理
• 6.2.4 GLONASS 相关通道处理
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果