北斗二代b1i信号捕获技术研究与实现

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1、中图分类号：V249.3论文编号：102870316-S187学科分类号：081105硕士学位论文“北斗二代”B1I信号捕获技术研究与实现研究生姓名尚斌斌学科、专业导航、制导与控制研究方向卫星导航指导教师刘建业教授赵伟副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchandImplementationofAcquisitionTe

2、chnologyinB1ISignalofBeiDouIIAThesisinNavigation,GuidanceandControlbyBinbinShangAdvisedbyProf.LiuJianYeandAssociateProf.ZhaoWeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注

3、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着我国自主研制的“北斗二代”卫星导航系统成功投入运营，用户设备部分即北斗卫星导航接收机的研制也蓬勃发展，其中信号捕获是接收机研制过程中至关重要的第一步。目前信号捕获技术的研究主要集中于提高对GPS卫星信号捕获的精度和灵敏

4、度等性能，然而“北斗二代”B1I信号比特极性翻转频繁的特性，导致针对GPS卫星信号的捕获算法无法直接应用于北斗导航接收机中，因此研究适用于“北斗二代”B1I信号的捕获技术对于北斗导航接收机的发展具有重要意义。论文首先对“北斗二代”卫星信号的结构和传统捕获算法进行了分析和研究，针对“北斗二代”B1I信号比特极性翻转频繁的问题，设计了时域并行的粗捕获算法，并对该算法进行了性能分析和实验验证。针对粗捕获得到的载波多普勒频移精度较低的问题，论文设计了利用切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法改进数值逼近算法的载波频率精细捕获算法，并对该算法进行性

5、能分析和实验验证，实验结果显示该算法对载波频率的估计精度达到20Hz，有效地提高了载波频率的估计精度。针对城市、室内等弱信号环境下的信号捕获，论文为GEO卫星和IGSO/MEO卫星分别设计了差分非相干积分算法和本地调制NH码的相干积分算法，通过弱信号实验测试，验证了算法可以提高7dB的弱信号捕获能力。最后论文将粗捕获算法、精捕获算法和弱信号捕获算法组成信号捕获系统，在FPGA+DSP的导航接收机开发平台上进行实现，并使用北斗二代卫星信号模拟器产生的信号对捕获系统进行性能测试，验证了硬件实现的正确性，实现对“北斗二代”B1I信号高精

6、度和较高灵敏度的捕获。关键词：“北斗二代”B1I信号，粗捕获，精捕获，弱信号捕获，FPGA+DSPI“北斗二代”B1I信号捕获技术研究与实现ABSTRACTBeidouSecondGenerationSatelliteNavigationSystemwhichdevelopedindependentlybyChinahasbeensuccessfullyputintooperation.ThedevelopmentofBeidousatellitenavigationreceiverisalsobooming,andthesign

7、alacquisitionisthecruciallyfirststep.TheresearchonsignalacquisitiontechnologymainlyconcentratestoimproveontheperformanceofacquisitionaccuracyandsensitivityoftheGPSsatellitesignal,butthecharacteristicoffrequentbitpolarityreversalinBeidouIIB1Isignalleadstotheacquisition

8、algorithmofGPSsatellitesignalbeingunsuitedtoBeidounavigationreceiver.Therefore,thestudyofthesignalacquisitiontechnologyapply