BOC信号合成相关函数通用无模糊跟踪方法

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaJul252014Vol35No72031—2040ISSN1000—6893ON11—1929／Vhttp：／／hkxbbuaaeducnhkxb@buaaeducnBOC信号合成相关函数通用无模糊跟踪方法任嘉伟1，杨贵同2，贾维敏3一，姚敏立11．第二炮兵工程大学403教研室，陕西西安7100252．北京科技大学计算机与通信工程学院，北京lOOll53．第二炮兵工程大学907教研室，陕西西安710025摘要：针对全球导航卫星系统(GNSS)所使用的二进制偏移载波(BOO调制信号存在跟踪模糊的问题，提出了一

2、种能够应用于多种BOC类型信号的通用无模糊跟踪方法。首先基于调制形状码向量的概念提出了BOC信号通用表示方式。然后，推导了BOC信号互相关函数的调制形状码向量表达式。最后，在BOC通用模型的基础上，基于合成相关函数思想，设计了一种通用无模糊跟踪方法。仿真结果表明，该方法可以适用于各种相位和阶数以及复合和包含复信号的BOC调制信号，得到无模糊的窄单峰相关函数。通过分析该方法的抗噪声性能和多径抑制性能，证明其相对于传统的BOC无模糊跟踪方法具有更好的抗噪声性能。关键词：全球导航卫星系统；二进制偏移载波；无模糊跟踪；合成相关函数；抗噪声；多径抑制中图分类号：V249．32；TP391．9文献

3、标识码：A文章编号：10006893(2014)07203110随着全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)的不断发展，如何在十分有限的导航频段内实现资源共享以及获得更精确的码跟踪结果成为GNSS设计的热点问题。为了解决这个问题，在新型GPS、Galileo、北斗等导航系统中引入了一种新的调制方式——二进制偏移载波(BinaryOffsetCarrier，B00调制。这种调制方式使用一个频率较快的二进制副载波来调制GNSS扩频信号。BOc调制在导航系统中具有多种不同的实现方式，主要包括正弦相位BOC(sineBOO，余弦相位BOC(c

4、osineB00，多元BOC(MultiplexedBOC，MBOO，交替BOC(A1ternateBOC，AltBOO等口]。这些BOC调制信号能够实现频谱分离和频谱共享，并且具有更高的跟踪精度和抗多径、抗热噪声性能。但是，BOc调制信号也带来了新的问题，最主要的是跟踪模糊问题。所谓跟踪模糊问题，是指由于BOC信号的自相关函数具有多个相关峰值，接收机在跟踪过程中由于噪声等原因可能会误锁于相关函数的副峰上，一旦发生误锁，码跟踪环路将产生几十米甚至上百米的跟踪误差，这对于追求高精度的现代GNSS系统是不可接受的[2]。因此，BOC信号无模糊跟踪方法成为国内外导航信号处理领域研究的热点。针

5、对BOC信号跟踪模糊问题，近年来提出了很多无模糊跟踪方法，其中比较有代表性的主要包括BPSKLike方法。。J，BumpJumping(BJ)方法_4J，SidepeaksCancellation(SC)方法[“。BPSKLike将BOC的2个频率边带进行滤波合成后形成一个与二进制相移键控(BinaryPhase收稿日期：2013—10—12；退修日期：2014-01—23；录用日期：2014—03—05；网络出版时间：2014—03—2511：46网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／107527／S1000—689320140012html基金项目：国家自然科

6、学基金(61179004，61179005)*通讯作者Tel：029—84741309E-mail：iwm602@163com黾属格式RenJW，YangGT，JiaWM，etalUnitaryunambiguoustrackingmethodbasedoncombinedcorrelationfunctionsforBOOmod-ulatedsignals!如ActaAeronaut／caetAstronaut／caSin／ca，2014，35(77：2031-2040任嘉伟，杨贵氡，贾维敏，等BOO信号合成相关函数遥豫无模糊跟踪方法i如航空学报，2014，35(77：2031-20

7、40航空学报ShiftKeying，BPSK)信号的自相关函数形状相同的单峰相关函数。该方法能够完全消除BOC自相关函数中的副峰。然而，该方法使BOC自相关函数的窄主峰特性被破坏，丧失了BOC信号在高精度跟踪方面的优势。BJ方法使用2个新增的超超前和超滞后相关器来检测跟踪环路是否锁定在自相关函数主峰上。该方法硬件实现简单，在锁定主峰的情况下，能充分利用BOC自相关函数主峰较窄的优势来提高跟踪精度。但当误锁发生时，由于其逻辑判断过程较慢，BJ方法