新體制導航信號的高動態(tài)捕獲和跟蹤算法設(shè)計.pdf

1、近半個世紀以來，隨著航空航天事業(yè)的快速發(fā)展，衛(wèi)星導航技術(shù)突飛猛進，深刻地改變著我們的生活方式與現(xiàn)代戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)策略，新技術(shù)、新方法還在不斷涌現(xiàn)。二進制偏移載波調(diào)制(Binary Offset Carrier， BOC)方式的出現(xiàn)大大地提高了導航信號的頻譜利用率，緩解了當前頻帶資源極度緊張的問題。但是BOC信號自相關(guān)函數(shù)的多峰性質(zhì)給它的捕獲與跟蹤算法帶來了極大的困難。為了解決BOC信號的模糊性問題，本文提出了掃頻二進制偏移載波調(diào)制（Freq

2、uency Chirp BOC， FC-BOC）信號與跳頻二進制偏移載波調(diào)制（Frequency Hop BOC，F(xiàn)H-BOC）信號，兩者通過不斷改變BOC信號方波副載波的頻率，使信號的相關(guān)峰呈現(xiàn)出多個BOC信號的相關(guān)函數(shù)相互疊加的效果，以降低相關(guān)函數(shù)的副峰。新體制導航信號的相關(guān)峰是近似單峰的并且非常尖銳，可以提高導航信號的定位精度，增強抗干擾能力和匿蹤性。
　　本文在深入對比研究傳統(tǒng)BOC信號與FC-BOC和FH-BOC的自相關(guān)

3、函數(shù)與功率譜密度函數(shù)等各項性質(zhì)的基礎(chǔ)上，選擇分段匹配濾波-快速傅里葉變換算法對高動態(tài)條件下的FC-BOC信號和FH-BOC信號進行捕獲，并輔以慣性導航系統(tǒng)的速度、加速度信息以提高捕獲速度與準確度，論文中簡稱INS/PMF-FFT算法。跟蹤模塊的載波環(huán)選擇二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)準確跟蹤接收信號的載波；碼環(huán)與副載波環(huán)都采用相干跟蹤方式，利用載波環(huán)的多普勒頻移信息減小動態(tài)應(yīng)力帶來的碼延遲誤差，跟蹤環(huán)同樣利用慣性導航的信息來提高跟蹤精度