北斗导航接收机基带信号处理技术研究与实现.pdf

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文（全日制专业学位硕士）题目：北斗导航接收机基带信号处理技术研究与实现（英文）ResearchandDesignofBDReceiverBasebandProcessing研究生学号:1208520833研究生姓名:刘征岳指导教师姓名、职务:赵秋明（高级工程师）申请学位门类:工程硕士学科、专业名称:电子与通信工程提交论文日期:2014年10月论文答辩日期:2014年12月万方数据万方数据摘要摘要全球卫星导航系统(GNSS)不仅是关系国家国防安全的技术支撑系统，同时也是服务于民生的重要工具。我国自行研制的“北斗”导航定位系

2、统也在逐步发展中。建设具有全球导航定位能力的北斗卫星导航系统对我国经济建设和国防建设产生着深远的影响。北斗二代卫星系统是我国独立自主研发的新一代卫星导航系统。基带信号处理是导航收机的核心部分之一。本论文首先分析了各国全球卫星导航系统的发展情况，并详细介绍了北斗二代导航系统的结构、卫星信号格式。通过研究多普勒偏移对卫星信号接收影响和对常用卫星信号捕获方法的分析，对原有接收机捕获算法进行改进。导航接收机的跟踪环路包括载波跟踪环和伪码跟踪环。本文将分别对其进行分析与研究。包括载波环路积分器、载波环鉴别器、环路滤波器、以及载波环的热噪声误差、阿伦方差；码环的

3、测量误差和窄相关技术的研究。根据研究所得出的关键参数对本课题的跟踪环路进行设计与改进。接着本文详细介绍了基于FPGA+DSP架构的“北斗二代”(B1频点)接收机的实现方法。设计与实现了北斗接收机基带信号处理的软件算法，分别对FPGA中的模块设计和DSP中的软件控制算法流程进行了详细的介绍，完成了整个系统的软件设计。与射频前端设备及外部天线相连，组成了完整的北斗导航接收机。在静态环境下对接收机定位性能进行测试。定位结果表明，静态环境下本课题所研制的北斗接收机单点定位误差在10米之内，基本满足了北斗开放服务(OpenService)的定位精度指标。在该章

4、结尾对产生定位误差的原因进行了分析。最后在总结与展望中回顾整个论文的研究与实现过程。并对下一步实现高精度的多频多模式的软件导航接收机进行展望，期盼我国北斗导航定位领域取得更大的突破。关键词：北斗二代载波跟踪环伪码跟踪环FPGA+DSP软件无线电I万方数据AbstractAbstractTheGNSSsatellitenavigationisnotonlyrelatedtonationaldefenseandsecuritytechnicalsupportsystem,butalsotoservethepublic,buildingaharmoniou

5、ssociety,animportanttooltoimprovethequalityoflife.The“BeiDou”NavigationSatelliteSystemandpositioningtechnologyisrapidlydeveloping.TheconstructionofBeiDouwithglobalnavigationandpositioningcapabilities,hasaprofoundimpactonChina'seconomicconstructionandnationaldefenseconstruction.

6、ThetwogenerationBeiDouNavigationSatelliteSystem(BD-2)isanewgenerationofsatellitenavigationsystemwhichisdevelopedbyChinastandonits'own.ThebasebandsignalprocessingmoduleisthecoremoduleoftheBeiDouusermachine.Firstly,thispaperanalyzedthedevelopmentsituationofglobalsatelliteposition

7、ingsystem,describedBD-2positioningsystemandtheirsignalformindetail;ThenAccordingtothedopplereffectonthesignalreceptionandthecommonmethodsofsignalacquisition,improvetheoriginalreceiveracquisitionalgorithm.Navigationreceivertrackingloopincludesacarriertrackingloopandthecodetracki

8、ngloop,Inthispaperanalyzedtheoperatingprincipleoftrack