姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现

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1、硕士学位论文姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现研究生姓名：刘瑞杰导师姓名：胡铁乔副教授2016年4月29日分类号：TN959.4密级：公开UDC：621.39学号：1304008中国民航大学硕士学位论文姿态高动态北斗接收机跟踪环路的设计与实现研究生姓名：刘瑞杰导师姓名：胡铁乔副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：信息与通信工程所在院系：天津市智能信号与图像处理重点实验室论文答辩日期：2016年4月29日2016年4月29日AttitudeHighDynamicBeiDouReceiverTracking

2、LoopDesignandImplementationADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLIURui-jieSupervisedbyAssociateProf.HUTie-qiaoTianjinKeyLabforAdvancedSignalProcessingCivilAviationUniversityofChinaApril2016姿态高动态北斗接收机跟踪环路

3、的设计与实现本文得到了以下项目资助：国家自然科学基金委员会资助项目（61172112）国家自然科学基金委员会资助项目（61471363）摘要随着卫星导航事业的兴起与发展，其应用领域和应用范围不断扩大，所提供的导航服务性能也在不断提升，这使得全球导航系统成为全球性经济产业。精确制导导弹作为一类典型的用户，具有一定的特殊性，原因在于导弹在飞行过程中，导弹弹体往往处于旋转状态，这给接收机跟踪环路带来了新的挑战。本文首先分析了北斗信号的结构特点和接收机的系统构成，并叙述了接收机各模块对信号的处理方法。详细阐述了各环路常用

4、的鉴别器算法的优缺点，环路滤波器的设计方法和环路参数的计算公式，然后对弹体旋转状态下的卫星信号进行建模分析，并用公式推导了载波多普勒、载波相位变化规律以及接收机接收信号的表达式。接着对传统接收机跟踪环路进行了实现，为本文课题的设计做准备。其次对高动态环境下弹体旋转对接收机跟踪环路的具体影响进行了分析，并与理论分析相结合，进而提出了一种环路改进方案——主通道抗旋转二次解调方案。通过仿真验证，新的环路比传统环路有着更优的性能，可以有效降低载体旋转对环路跟踪的影响。最后，对算法使用的软件接收机进行实时性优化。关键词：北

5、斗导航系统，高动态，跟踪算法，弹体旋转IAbstractWiththedevelopmentofsatellitenavigationindustry,theapplicationsareaisexpanding,andthenavigationserviceperformanceprovidedbysatellitenavigationisalsorising,whichmakestheglobalnavigationsystembecomeaglobaleconomicindustry.Precision-g

6、uidedmissilesasakindoftypicalusers,ithasacertaindegreeofparticularity,thereasonisthatintheflightofmissilesprojectileareofteninastateofrotation,whichbringsnewchallengestothereceivertrackingloop.Firstly,thestructurecharacteristicsofBDS(BeiDouNavigationSatellite

7、System)signalsandthesystemstructureofreceiversystemisanalyzed,andthereceivermodulesforsignalprocessingmethodisdescribed.Theadvantagesanddisadvantagesofeachloopdiscriminatoralgorithm,theloopfilterdesignmethodsandcalculationformulaofloopparametersareelaborated.

8、Thenmodelinganalysiswascarriedoutonthesatellitesignalsundermissileprojectilerotatingconditions,andtheformulawasdeducedcarrierDopplerandcarrierphasechangelawaswellastheexpressionoftherecei