高动态导航信号跟踪技术研究与实现

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2、ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ．遲續Ｉ－－－－吉Ｔ如一；Ｈ…．｜■Ｂｂ‘’１论义题目高幼态导航信峡限瞬技术研究３灾现羣麵？＾９二…芭訂＇？－一＾Ｂ．．．－？品巧藝鬻社专业学位类别ｘ程顿±＇審蜜学巧２０１３２２０１０６３６六￣■作者姓名魏雷＇’指韋教师林静然副教授独剑性声明本人声明所呈交的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。据我所知，除了文中特别

3、加ｙＡ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与一我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：拖、曰期：；＾／妊知曰论寫文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向圍家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借闽。本人授权电子科技大学可１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可从采用影印、缩印

4、或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：知导师签名；巧扛米當幹曰期：年月／曰ｆ分类号密级注1UDC学位论文高动态导航信号跟踪技术研究与实现（题名和副题名）魏雷（作者姓名）指导教师林静然副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.05.03论文答辩日期2016.05.24学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Resear

5、chandImplementationofNavigationSignalTrackingTechnologyinHighDynamicAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LeiWeiSupervisor:AssociateProf.JingranLinSchool:Communication&InformationEngineering摘要摘要卫星导航技术已经成

6、为人类社会发展必不可少的重要部分。在某些特殊领域，由于接收机载体与卫星间存在着较大的相对运动速度、加速度甚至加加速度，这将导致接收到的卫星信号包含较大的多普勒频移、多普勒频率的一次变化率甚至多普勒频率的二次变化率，给信号的跟踪带来了困难和挑战。本文以GPS为例对高动态导航信号跟踪问题进行算法研究并完成相关算法的FPGA实现。论文首先介绍了GPS信号的构成和多普勒特性，并给出了典型的导航信号高动态模型，为后续算法仿真提供模型基础。针对该高动态模型，给出了一种能在数字域内直接合成高动态信号中时变多普勒频率的方法，为高动态GPS信号的模拟提

7、供依据。针对高动态环境下的信号跟踪问题，在综述了导航信号处理流程和传统跟踪方法后，本文做了以下算法研究工作：(1)使用三阶锁相环对高动态接收信号的载波进行了跟踪研究，研究结果表明了三阶环路在跟踪高动态GPS信号载波时具有缺陷和局限性。(2)研究了基于卡尔曼滤波技术的载波跟踪算法，包括使用鉴相器的线性卡尔曼滤波(LinearKalmanFilter,LKF)算法，对相干积分输出结果进行线性化处理的扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalmanFilter,EKF)算法和对相干积分输出结果进行分布近似的无迹卡尔曼滤波(UnscentedKa

8、lmanFilter,UKF)算法，并对上述载波跟踪方案进行了仿真分析。仿真结果表明，在本文的高动态模型下EKF和UKF算法的失锁门限要低于LKF算法，在同等载噪比的情况下，UKF算法的均方根频率跟踪误差要略小于EKF算