弱信号环境下北斗导航接收机位同步算法研究

为了满足在弱信号环境下的使用并提高接收机跟踪灵敏度,在接收机中采用锁频环进行载波跟踪是非常有必要的。由于锁频环并不对相位进行跟踪,造成相关器的能量不集中在同相支路,而是同相/正交支路均包含有信号能量,致使传统接收机的同步算法无法使用。为了解决弱信号环境下的同步问题,提出了2种新同步算法,进行了理论推导和算法描述,在实际接收机中完成了实现,并给出了测试结果。结果表明,2种新同步算法在弱信号环境下均能实现比特同步和帧同步,是一种行之有效的同步算法。     

高动态GNSS接收机载波环性能评估与仿真

高动态GNSS接收机在航天和制导武器应用中越来越普遍,很多文献上都说明了接收机能够跟踪30 g,甚至更高动态的加速度,以及50 g/s以上的加加速度。从跟踪门限以及跟踪精度的角度出发,分析了各种跟踪环路的性能,找出了锁频环辅助锁相环的跟踪上界,并给出了二阶锁频环,三阶锁相环的各种噪声带宽下的理论下界,以及高动态GNSS接收机经常使用的辅助的三阶锁相环的仿真结果。所设计的跟踪环路已经在实际应用中得到使用,性能非常稳定,加速度能够达到50 g,加加速度达到60 g/s。     

GPS L2频率P(Y)码跟踪及FPGA实现

P(Y)码的稳定跟踪是GPS双频高精度接收机中必不可少的一项功能,也是接收机中的主要关键技术。由于P(Y)码含有未知的加密码且L2 P(Y)载噪比较低,实现L2 P(Y)码的载波跟踪有多种困难。为了实现高精度接收机的P(Y)码跟踪,采用了半无码跟踪(Z跟踪)技术,根据交叉相乘的原理,利用L1支路的短积分值获得的W码符号位,交叉相乘L2支路的短积分相关值,消除加密码W码的影响并采用长相干积分的方式,实现了L2 P(Y)的稳定跟踪。在硬件平台上实现了无周期P码的生成,交叉相关算法的实现,长相干积分以及P(Y)码捕获和跟踪等关键技术,并最终实现了在FPGA硬件平台上的稳定跟踪。     

全球定位系统信号接收机射频模块的设计

主要以研究GPS接收机为目的,以Zarlink公司的GP2015型电路为核心进行GPS射频前端设计,其中主要包括二级滤波器和晶体振荡器等外围电路的设计,其关键是计算滤波网络参数以匹配带宽要求及整个电路的布局.对后端的相关和定位解算进行了相应的介绍,整个模块在GPS接收机中相对独立,可以作为独立的部分来设计.     

轨道与钟差对低轨导航增强PPP性能影响分析

利用低轨卫星进行导航增强是实现精密单点定位(Precise Point Positioning, PPP)快速收敛的有效途径之一。针对低轨卫星轨道与钟差误差对增强PPP性能的影响，推导了适用于低轨卫星的空间信号测距误差(Signal in Space Ranging Error, SISRE)计算公式，并基于低轨SISRE开展仿真试验，讨论低轨轨道与钟差误差对PPP的贡献。仿真结果显示，低轨SISRE与中高轨卫星存在显著不同，其切向和法向占比最高可达30%以上，同时SISRE显著影响PPP的收敛时间。为了保证北斗与低轨联合PPP的性能，SISRE最好应小于0.06 m,最大不超过0.20 m。