現(xiàn)代GNSS信號恒包絡生成與穩(wěn)健接收技術.pdf

1、衛(wèi)星導航信號體制的現(xiàn)代化設計極大的提升了導航信號服務性能，同時也增加了系統(tǒng)星上信號生成與用戶接收的難度，其中以星上恒包絡生成與地面的穩(wěn)健接收技術面臨的挑戰(zhàn)最為突出。論文以導航信號的生成與接收技術為主線，針對現(xiàn)代全球衛(wèi)星導航信號恒包絡生成與穩(wěn)健接收涉及的諸多關鍵技術，開展了以下六個方面的研究工作：
　?。?）提出非對稱雙正交相移鍵控調(diào)制，并將其推廣至非等功率及非等中心頻率兩種廣義形式，能夠以非等功率配比及非等中心頻率播發(fā)一路正交相移

2、鍵控調(diào)制信號與兩路二進制信號。采用非對稱正交相移鍵控調(diào)制可以實現(xiàn)北斗B1頻點區(qū)域民用信號與全球民用信號的恒包絡發(fā)射，復用效率達82.4％，高于采用多數(shù)表決法時的72.6%；采用非對稱正交相移鍵控調(diào)制的非等中心頻率形式可以實現(xiàn)北斗B1頻點區(qū)域軍用及民用信號與全球民用信號的恒包絡發(fā)射，復用效率為76.05%。
　?。?）提出廣義恒包絡二進制偏移載波調(diào)制，能夠?qū)崿F(xiàn)雙頻多路信號分量以可變功率配比恒包絡播發(fā)，突破了當前雙頻恒包絡調(diào)制技術信號

3、路數(shù)受限的約束。采用廣義恒包絡二進制偏移載波調(diào)制可以解決北斗系統(tǒng)B2頻點過渡階段區(qū)域正交相移鍵控調(diào)制信號與全球雙頻正交相移鍵控調(diào)制信號的恒包絡發(fā)射問題。同時，為了簡化廣義恒包絡二進制偏移載波調(diào)制的實現(xiàn)復雜度，提出非對稱AltBOC恒包絡調(diào)制技術，具備邊帶信號功率比靈活調(diào)整的特點，能以高于74.13%的復用效率解決B2頻點的過渡問題。
　?。?）提出余弦相位泛化邊峰抑制去模糊捕獲算法，能夠無模糊捕獲余弦相位BOC信號，突破了傳統(tǒng)泛化

4、邊峰抑制去模糊捕獲算法只能用于正弦相位BOC信號的約束。對于余弦相位BOC(10,5)調(diào)制信號，余弦相位泛化邊峰抑制去模糊捕獲算法性能與雙邊帶捕獲相當，優(yōu)于單邊帶捕獲的捕獲性能。同時，針對邊峰消除方法提出一種高階BOC的無模糊捕獲算法，采用非相干點積的檢波方式，可以獲得明顯優(yōu)于泛化邊峰抑制去模糊捕獲算法的捕獲性能。
　　（4）提出基于動態(tài)延遲補償?shù)?BOC信號無模糊捕獲算法，采用基于最小檢測損耗的迭代最小二乘可變分數(shù)階延遲濾波器設

5、計方法，能夠有效解決動態(tài)條件下基于邊峰消除的BOC信號無模糊捕獲算法載噪比損耗嚴重的問題。在載波多普勒搜索步進為±500赫茲時，采用一階可變分數(shù)階延遲濾波器，正弦及余弦相位BOC信號的峰值損耗可分別降低至約1.8dB及2.2dB；采用三階可變分數(shù)階延遲濾波器，兩類BOC信號的峰值損耗可分別降低至約1dB與1.2dB左右。
　?。?）提出基于余弦相位偽相關函數(shù)的無模糊延遲鎖定環(huán)，采用邊峰消除的思想，在本地碼的構造上考慮余弦相位BOC

6、信號的特點，構造新的本地波形，使得跟蹤環(huán)路的鑒別曲線僅有唯一的過零點，從而實現(xiàn)余弦相位BOC信號的無模糊跟蹤，擴展了傳統(tǒng)基于偽相關函數(shù)的無模糊延遲鎖定環(huán)的應用范圍。基于余弦相位偽相關函數(shù)的無模糊延遲鎖定環(huán)擁有較傳統(tǒng)雙邊帶跟蹤環(huán)路更優(yōu)越的跟蹤性能與抗多徑性能，多徑誤差包絡面積相對匹配接收時僅增大了約30%。
　　（6）提出基于偽相關函數(shù)的復合延遲鎖定環(huán)，生成多組本地碼波形，組合構造無模糊鑒別曲線，能夠克服基于偽相關函數(shù)的無模糊延遲鎖