非線性失真對(duì)GNSS新體制信號(hào)品質(zhì)因子影響研究.pdf

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）在軍事活動(dòng)及人們的日常生活中日益體現(xiàn)出其不可替代的重要作用。在GPS取得巨大成功之后，俄羅斯和歐盟以及中國(guó)也均加大了對(duì)GNSS系統(tǒng)的投入力度。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，以及各大GNSS系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程，BOC信號(hào)及各種BOC的衍生信號(hào)開始得到廣泛而重要的應(yīng)用，我國(guó)的北斗II-2也將采用BOC體制的信號(hào)。
　　定位精度是評(píng)價(jià)導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)最重要的指標(biāo)，而導(dǎo)航載荷的各個(gè)通道的失真效應(yīng)會(huì)不可避免地惡化導(dǎo)航信

2、號(hào)的精度，其中最主要的是射頻濾波器的群時(shí)延和功放的非線性失真所引入的誤差。而研究載荷通道失真影響新體制 GNSS系統(tǒng)性能的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)還較為有限，因而建立起仿真模型，分析各個(gè)射頻通道所帶來(lái)的信號(hào)質(zhì)量惡化就顯得意義重大。
　　本文主要的工作圍繞以下幾個(gè)方面來(lái)開展。
　　1.研究各種BOC信號(hào)的調(diào)制特性，包括MBOC和AltBOC等。明確各種BOC改進(jìn)捕獲算法的原理及適用范圍，如BPSKlike捕獲算法及副載波相位對(duì)消等算法。針對(duì)

3、Galileo和北斗備選信號(hào)中最為復(fù)雜和靈活的AltBOC信號(hào)，將各種捕獲算法用于 AltBOC的捕獲。并從最大似然的意義上證明相干聯(lián)合是最優(yōu)的聯(lián)合實(shí)現(xiàn)方式。
　　2.研究各種通道失真的產(chǎn)生及影響機(jī)理，建立載荷射頻通道的失真模型，主要包括濾波器群時(shí)延模型，混頻的失真模型以及功放的非線性失真模型。為深入分析濾波器群時(shí)延特性對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響，特別地設(shè)計(jì)出可以擬合任意群時(shí)延特性的濾波器。研究功放工作在飽和點(diǎn)及2dB回退點(diǎn)時(shí)GNSS系統(tǒng)的

4、性能。
　　3.建立了GNSS系統(tǒng)的性能評(píng)估體系，主要考察的性能參數(shù)有S曲線過(guò)零點(diǎn)偏移、帶外功率損耗、相關(guān)損失、IQ正交性和多路偽碼一致性。基于以上性能指標(biāo)衡量通道失真對(duì)導(dǎo)航信號(hào)跟蹤精度的影響。
　　本文的主要貢獻(xiàn)和結(jié)論有：
　　1.表明了濾波器幅頻特性對(duì)于信號(hào)質(zhì)量的影響較小，但過(guò)渡帶的不對(duì)稱會(huì)引起相關(guān)函數(shù)的畸變進(jìn)而顯著惡化T-offset。
　　2.全面的評(píng)估了射頻濾波器群時(shí)延特性對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響程度。并明確了

5、濾波器群時(shí)延特性對(duì)恒包絡(luò)合路信號(hào)各個(gè)頻率分量的影響，得到結(jié)論：信號(hào)三次諧波處的頻率分量對(duì)濾波器群時(shí)延帶內(nèi)的抖動(dòng)最為敏感，這一結(jié)論對(duì)于載荷中濾波器的設(shè)計(jì)具有較大的輔助意義。
　　3.從相關(guān)損失和 T-offset的意義上來(lái)看，功放對(duì)于恒包絡(luò)信號(hào)質(zhì)量有一定改善，且飽和點(diǎn)的改善優(yōu)于2dB回退點(diǎn)，但會(huì)導(dǎo)致帶外功率的損耗。
　　4.通過(guò)對(duì)載荷通道失真的研究以輔助載荷設(shè)計(jì)中射頻濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及功放工作點(diǎn)的合理選擇，最終提高跟蹤定位