偽碼測距技術(shù)研究及FPGA仿真設(shè)計.pdf

1、隨著星間技術(shù)的不斷發(fā)展，具有自主導(dǎo)航功能的編隊飛行小衛(wèi)星星座受到廣泛重視。衛(wèi)星自主導(dǎo)航是編隊小衛(wèi)星實現(xiàn)其空間使命的基本要求之一。而衛(wèi)星實現(xiàn)自主導(dǎo)航的前提條件之一是實現(xiàn)衛(wèi)星之間的精確定位。在各種定位技術(shù)中，依托無線電應(yīng)用的偽碼測距技術(shù)有著一定的優(yōu)勢。對偽碼測距技術(shù)的深入研究有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上，以與第54研究所合作項目——星間精密測距為背景，深入研究了偽碼測距技術(shù)，并進(jìn)行了FPGA仿真設(shè)計。
　　偽碼

2、測距理論的基礎(chǔ)是偽碼序列的相關(guān)特性。在發(fā)射端，測距偽碼加載到一定頻率的無線載波上。接收端接收到信號后對其進(jìn)行前段處理和下變頻對輸出中頻信息進(jìn)行載波分離、偽碼捕獲和偽碼跟蹤，解算出偽碼在星間的傳輸延遲時間，進(jìn)而求解出衛(wèi)星的相對距離，實現(xiàn)編隊衛(wèi)星定位。
　　偽碼測距技術(shù)研究的熱點和難點主要集中在載波分離、偽碼捕獲和跟蹤環(huán)節(jié)。本文首先研究了載波分離技術(shù)中鎖相環(huán)實現(xiàn)本地相位與輸入相位同步的原理；接著分析了傳統(tǒng)的鎖相環(huán)——Costas環(huán)的基

3、本原理及數(shù)學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上針對傳統(tǒng)的Costas環(huán)存在非相干模式下不能測量相位差、頻差的缺陷，設(shè)計了一種基于周期反饋模式的新型Costas環(huán)，新型Costas環(huán)在實現(xiàn)原有功能的基礎(chǔ)上可以完成在非相干模式下測量相位差和頻差的功能。仿真分析驗證了方法的可行性。研究了串行搜索捕獲、循環(huán)相關(guān)搜索捕獲、雙門限的恒虛警率捕獲這三種常用的捕獲方法。分析了抖動相關(guān)環(huán)和超前-滯后環(huán)兩種典型跟蹤濾波環(huán)路。
　　最后在ISE和ModelSim平臺上，