基于臨近空間平臺的海面目標(biāo)GNSS-R信號接收算法研究.pdf

1、隨著空間信號環(huán)境的日益豐富，以及當(dāng)今時代精確制導(dǎo)等高精尖武器的大量裝備，使得常規(guī)雷達(dá)的生存環(huán)境的惡化。經(jīng)過無源雷達(dá)的誕生和發(fā)展，使得人們對于依靠外輻射源雷達(dá)的研究熱情迅速提升。根據(jù)外輻射源的全天候以及安全性等方面考慮，本文選取GNSS（Global Navigation Satellite System）信號作為雷達(dá)的外輻射源。假定接收機(jī)位于距地面30Km到60Km的臨近空間浮空器平臺上。接收機(jī)無須主動發(fā)射信號只需接收目標(biāo)反射的 GNS

2、S信號,使得設(shè)計(jì)成本大幅降低。同時也為戰(zhàn)時的預(yù)警偵查提供了一種可靠途徑。針對大型海面目標(biāo)的探測在未來具有很大的軍事應(yīng)用價(jià)值，同時對艦船的探測和編目也具有很高的應(yīng)用價(jià)值。因此本文基于對大型海面目標(biāo)雷達(dá)特性的研究，完成了對于基于GNSS-R（GNSS reflectometry）信號的外輻射源雷達(dá)探測距離的研究。
　　首先文中分析了通用的 GNSS信號的生成方式和其調(diào)制譜特性，為文章的研究主體奠定了研究基礎(chǔ)。進(jìn)而對GNSS信號的相關(guān)函

3、數(shù)以及反射信號的信號特征做了研究和闡述。對于外輻射源雷達(dá)的雷達(dá)方程研究可以得出海面目標(biāo)的 RCS（Radar Cross Section）與目標(biāo)最遠(yuǎn)探測距離的關(guān)系。針對GNSS信號經(jīng)過目標(biāo)反射后信號強(qiáng)度微弱的特點(diǎn)，本文研究了相關(guān)的弱信號接收策略，通過相干非相干累積等累積算法、高增益天線或者天線組網(wǎng)接收的方式使得接收載噪比得到改善。同時針對接收機(jī)若干接收通道對于不同的擴(kuò)頻碼以及載波頻率的情況進(jìn)行分集接收，提高接收靈敏度。針對不同調(diào)制體制下

4、的導(dǎo)航信號進(jìn)行捕獲仿真，最終得出不同條件下信號的最低捕獲載噪比。
　　通過仿真實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行分析得出各種累積算法下信號的捕獲概率情況，對天線組網(wǎng)模式下對于信號捕獲性能的提高進(jìn)行定量分析。分析了具有導(dǎo)頻信號的新一代 GNSS信號捕獲所具有的突出優(yōu)勢；通過信號不同信噪比下的捕獲情況得出，在保證對給定海面目標(biāo)檢測概率不低于90％時的最遠(yuǎn)探測距離。
　　最后總結(jié)了整篇文章的工作重點(diǎn)，并且進(jìn)一步提出了目前研究中的不足和后續(xù)應(yīng)該改進(jìn)的