基于高轨星载接收机的bdsgps弱信号捕获技术研究

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1、基于高轨星载（申请工学硕士学位论文）接收机的BDS/GPS基于高轨星载接收机的弱信号BDS/GPS弱信号捕获技术研究捕获技术研究培养单位：信息工程学院王工程领域：通信与信息系统凤研究生：王凤娇娇指导教师：陈伟教授武汉理工大学2014年3月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于高轨星载接收机的BDS/GPS弱信号捕获技术研究英文StudyofBDS/GPSWeekSignalAcquisitionbasedon题目High-AltitudeOrbitSpaceborneReceiver研究生姓名王凤娇姓名陈伟职称教授

2、学位博士指导教师单位名称信息工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称通信与信息系统论文提交日期2014.3论文答辩日期2014.4学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席刘泉评阅人2014年3月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了

3、谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期

4、万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要地球高轨道(High-AltitudeOrbit)包括地球静止轨道(GeostationaryOrbit，GEO)和大椭圆轨道(HighlyEccentricOrbit，HEO)等，其轨道最大高度一般高于20000km。现代社会，高轨卫星在通信、导航、气象、预警等方面发挥着越来越重要的作用，高轨自主导航技术已经成为我国迫切需要发展的航天新技术之一，在高轨航天器上使用导航接收机成为各类工程应用的热点。当轨道高度高于导航星座时，接收机将只能接收来自地球另一边的导航信号。由于需要接收导航卫星发射天线的低增

5、益旁瓣信号，再加上地球阻挡、信号自由空间损耗加大、发射天线增益降低等因素，导航卫星对于用户星的可见性和信号强度将会变差，接收机的接收功率将比普通星载接收机功率低10dB以上。高轨接收机若采用常规设计手段，将导致其可用卫星数目低于四颗而影响定位。为了确定高轨弱信号捕获的技术指标，本文对高轨接收BDS/GPS信号特性进行了仿真，将本文捕获算法的接收功率门限设置为-175dBW。针对高轨接收导航信号功率微弱的问题，开展高轨BDS/GPS弱信号捕获技术研究。在信号搜索方式方面，本文详细比较分析了线性搜索、基于FFT的并行频率搜索和基于FFT的

6、并行码相位搜索的差别；在增益累积方式上，本文对相干累积、非相干累积和差分相干累积进行了比较分析；在消除数据码相位跳变方面，本文介绍了半比特和全比特累积方法。本文通过比较分析已有的各种算法之间的差别和各自优势，为后续弱信号捕获方案的确定提供理论依据。在对BDS信号分析时发现，BDS由于存在的二次编码—NH码，使得信号在积分时无法进行长时间相干累积，目前文献中关于NH码限制累积长度的研究很少。本文在分析调制NH码的20ms数据叠加码自相关特性基础上，结合消除导航电文翻转的方法，对20ms数据采取改进的差分相干累积算法来提高BDS的弱信号处

7、理增益，并对GPS信号做相同的处理，完成BDS/GPS弱信号的捕获。在仿真本文算法的同时，本文还仿真了其他的算法，通过对比分析，验证了本文算法在弱信号捕获方面，尤其是针对BDS弱信号捕获，较其他算法有一I万方数据武汉理工大学硕士学位论文定的优势。通过仿真验证，本文设计的弱信号捕获方案及相关算法能够成功捕获到接收功率为-178dBW的BDS/GPS弱信号，达到了技术指标，满足高轨导航接收机的导航需求。关键词：高轨导航，NH码，BDS/GPS弱信号捕获II万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractHigh-AltitudeOrbit

8、includesGEO(GeostationaryOrbit)andHEO(HighlyEccentricOrbit)whosealtitudeisalwayshigherthan20000km.Thesatellite