二進(jìn)制偏移載波調(diào)制信號(hào)壓縮捕獲算法研究.pdf

1、二進(jìn)制偏移載波（Binary Offset Carrier，BOC）調(diào)制有碼跟蹤精度高、抗干擾和抗多徑能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是一種適應(yīng)新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)制形式。但由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的偽碼周期較長(zhǎng)，使得捕獲時(shí)間增加，同時(shí)高動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致多普勒頻偏較大，使得偽碼的相關(guān)值明顯下降，導(dǎo)致偽碼捕獲困難。因此，高動(dòng)態(tài)環(huán)境下長(zhǎng)碼BOC信號(hào)的快速捕獲是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。
　　論文圍繞高動(dòng)態(tài)長(zhǎng)碼BOC信號(hào)的快速捕獲技術(shù)展開(kāi)，重點(diǎn)研究了時(shí)頻壓縮捕獲

2、算法，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　①介紹了BOC信號(hào)調(diào)制過(guò)程，著重分析了BOC信號(hào)的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，介紹了傳統(tǒng)的BOC信號(hào)捕獲算法的原理，重點(diǎn)研究了類似二進(jìn)制相移鍵控（Binary Phase Shift Keying-like，BPSK-like）算法與相關(guān)函數(shù)處理法兩類捕獲算法，并對(duì)該兩類算法進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比分析。
　?、谠诂F(xiàn)有二維壓縮捕獲算法的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步縮短高動(dòng)態(tài)情況下BOC信號(hào)的捕獲時(shí)間，提出

3、了基于碼相位壓縮與快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform， FFT）的雙駐留捕獲算法。在第一駐留階段，將多路間隔為半個(gè)副載波周期的碼序列通過(guò)相位壓縮器獲得碼壓縮序列，完成對(duì)BOC信號(hào)的碼相位的快速、粗略的壓縮搜索，同時(shí)利用 FFT完成對(duì)頻偏的快速捕獲；在第二駐留階段，利用傳統(tǒng)的相關(guān)器完成碼相位的精確捕獲。從理論上推導(dǎo)了該算法的虛警概率、檢測(cè)概率和平均捕獲時(shí)間等性能，并通過(guò)蒙特卡洛仿真驗(yàn)證該算法理論分析的正確性，仿真

4、表明該算法相比于BOC信號(hào)的二維壓縮捕獲算法，節(jié)省了大量硬件資源，提高頻偏捕獲帶寬和捕獲精度，在高信噪比時(shí)通過(guò)選擇壓縮系數(shù)可使平均捕獲時(shí)間有著約83％的降低。
　?、坩槍?duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中長(zhǎng)碼BOC信號(hào)的快速捕獲，提出了頻率壓縮和FFT并行碼相位捕獲相結(jié)合的BOC信號(hào)捕獲算法。該算法先將多路間隔為固定頻率的子載波上求和來(lái)獲得載波壓縮序列，再進(jìn)行FFT偽碼并行捕獲，可完成長(zhǎng)碼BOC信號(hào)的快速捕獲。通過(guò)公式推導(dǎo)，分析了所提算法的虛警概率、