北斗卫星信号快速捕获方法研究论文

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1、北斗卫星信号快速捕获方法研究毕业论文目录摘要IIABSTRACTII第一章绪论11.1研究背景和意义1第二章卫星导航系统的信号编码模型与二次编码分析42.1卫星导航系统的信号编码模型42.1.1卫星信号产生原理与特性42.1.2卫星信号结构72.1.3卫星信号的调制解调82.1.4卫星信号导航电文92.2二次编码分析102.2.1二次编码概述102.2.2二次编码的作用102.2.3二次编码设计准则112.3本章小结11第三章基于FFT并行捕获算法研究133.1捕获方法分析133.1.1串行捕获算法143.1.2并行捕获算法143.1.3FFT捕获算法153.1.4并行FFT快速捕获算法总

2、结16V3.2算法的选择163.2.1滑动相关捕获方法163.2.2基于FFT的并行捕获算法183.2.3算法性能比较203.2.4复杂性分析213.3基于FFT快速捕获223.3.1基于FFT快速捕获的多通道信号捕获流程233.4本章小结25第四章改进的捕获算法264.1传统基于FFT的并行捕获算法264.2改进的基于FFT的快速并行捕获算法284.2.1捕获算法基本原理284.2.2捕获算法的计算量分析304.2.3基于内插的精细捕获算法304.3本章小结31第五章结论32参考文献34附录外文资料及译文38致谢56VV第一章绪论1.1研究背景和意义全球导航卫星系统(GlobalNavi

3、gationSatelliteSystem,GNSS)是为了打破美国的GPS在卫星定位、导航、授时方面的垄断，由欧盟提出的一种综合星座系统，是所有在轨工作的导航卫星系统的统称。现在主要包括美国的全球定位系统(NavigationbySatelliteTimingAndRangingGlobalPositioningSystem,NAVSTARGPS)，简称为GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO卫星导航系统和我国的北斗导航定位系统(CompassNavigationSatelliteSystem,CNSS)，简称为Compass[1]。GNSS以其全天候、高精度、自动化、高效

4、率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，使其用途越来越广泛，具有军民两用性质，现主要应用于大地测量(测绘、勘探)、海上船只以及车辆定位监控等领域。北斗1代卫星导航定位系统为用户提供实时定位、短信息通信和授时服务的一种全天候、多功能、区域性的卫星定位系统。北斗1代卫星导航系统是我国自主完成的区域卫星导航系统，它的成功研制与开发及其产业化生产标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位，从而实现了具有自主知识产权的卫星导航系统。北斗2代卫星导航定位系统是具有在海、陆、空进行全天候、高精度、自动化、高效益三维导航与定位能力的全球卫星导航与定位系统。北斗2代卫星导航系统

5、建成后可以给中国及周边地区的用户提供三维导航与定位能力的服务，促进卫星导航与定位服务功能的产业化应用，满足用户信息交换的需要。预计在2010年左右满足中国及周边地区用户对全天候、高精度、自动化、高效益的卫星导航与定位系统的需求，并逐步扩展成为与GPS、GLONASS相抗衡的全球卫星导航系统[2]。55随着全球卫星导航系统（GNSS）的应用越来越广泛，对接收性能的要求也越来越高，比如在一些环境比较恶劣的条件下，传统的C/A信号的接收性能无法满足高灵敏度的要求，因此，现代化的GNSS在信号设计时,考虑码长较传统的C/A码更长的扩频码，但是因为要考虑捕获的代价，所以现代化的GNSS采用了主码和二

6、次编码相结合的结构化分层码，通过一个码率低，周期长的二次编码去调制一个码率高，周期短的主码，得到一个等效周期长但码率高的扩频码，从而获得更好的相关性，提高接收性能，但不增加捕获的负担[3]。本文基于二次编码对卫星信号快速捕获跟踪技术进行研究。1.2国内外研究现状扩频码的捕获是一个载波频率和扩频码相位二维搜索过程，传统的捕获方式包括串行捕获算法、并行频域捕获算法、并行码相位捕获算法。串行搜索算法捕获时间长，但是仅由简单的加法和乘法运算组成；时域、频域并行搜索算法，捕获时间缩短，但是硬件资源消耗较大。并行频率捕获算法，接收信号与特定伪随机序列相乘，相乘的结果经FFT由时域变换到频率。这样，只需

7、要对伪随机序列的码相位依次遍历搜索，而频率搜索可以并行地通过FFT完成。在频域计算两序列的相关值的方法，对卫星信号和本地码序列先做FFT，然后再对频域相乘结果做逆FFT。这其实是一种码并行捕获算法，可以提高捕获速度，但是该算法受码长度的限制，有一定的局限性[4]。现代化北斗信号增加了二次编码，二次编码的长度从4到1800不等，比如，B1信号的导频通道采用的是长度为1800，周期为18s的二次编码；B2的导频/数据通道分别