北斗接收机基带信号关键算法的研究

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1、密级：公开1工学硕士学位论文北斗接收机基带信号关键算法的研究ResearchontheKeyAlgorithmsoftheBaseBandSignaloftheBeiDouReceiver培养单位：电气与电子工程学院专业：电力电子与电力传动研究生：武孟孟指导教师：杨庆芬教授二○一六年五月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个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，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、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谢意。签名：日期：摘要由我国自主发展、独立运行的北斗卫星导航系统，在2020年将要具备覆盖全球的能力。随着我国航天事业取得突飞猛进的同时，我们必须意识到属于自己的北斗导航接收机目前还处于起步阶段。由于，很多的技术难关还没有突破，这在很大程度上影响了北斗导航卫星在各个领域的应用。因此，我们必须抓紧对用户接收机的设计。用户接收机的设计包括很多方面，本文主要研究了北斗接收机基带信号的一些关键算法：数字下变频、快速捕获、跟踪算法。数字下变频是在捕获和跟踪模块都会用到的一个基本的模块

3、。但是，它设计的好坏直接影响到以后接收机处理信号的结果，所以在本文中详细介绍了它的原理、仿真情况和在工程中具体实现。数字下变频的实现有很多方法，本文采用CORDIC算法做了仿真分析和工程实现。对北斗导航卫星信号以及参数的确定需要通过捕获北斗卫星信号来完成，前辈们研究了很多方法，本文是在分析了这些基本算法的同时，采用了分段匹配滤波器和唐检测的方法，实现对北斗卫星信号的捕获。这种方法实现简单，运算量少，捕获时间大大缩短，既能满足用户对接收机时间的要求，也能减少很多硬件和软件的资源。捕获只是对北斗导航卫星信号的一个大概的估计，要想获得更详细的

4、卫星信号参数，必须通过跟踪环路。跟踪环路的设计前辈们也介绍了很多的方法，本文为了满足高动态条件下对卫星信号进行准确跟踪，采用3阶FLL辅助4阶PLL的载波跟踪环和二阶DLL码跟踪环实现北斗导航卫星信号的跟踪。本文的所有设计都是基于MATLAB的理论研究。通过仿真，都实现了基本的要求，达到了预期的效果。期待本文的研究能为以后北斗卫星导航接收机的设计提供一些帮助。关键词：北斗接收机；基带信号；数字下变频；捕获；跟踪AbstractBeiDousatellitenavigationsystem,whichisdevelopedindepend

5、entlybyourcountry,willhavetheabilitytocoverthewholeworldin2020.However,withtherapiddevelopmentofChina'saerospaceindustry,wemustrealizethatourownBeiDounavigationreceiverisstillinitsinfancy.Formanyofthetechnicaldifficulties,wehavenotmadeabreakthrough,whichinalargeextentaff

6、ectstheBeiDounavigationsatelliteapplicationsinvariousfields.Therefore,wemustpaycloseattentiontothedesignoftheuserreceiver.Userreceiverdesignincludesmanyaspects.ThispaperstudiessomeofthekeyalgorithmoftheBeiDoureceiverbasebandsignal:DigitalDownConverter,CaptureandTrack.DDC

7、isabasicmoduleofcaptureandtracking.However,itsdesignhasadirectimpactontheresultsofthereceiversignalprocessing.Inthispaperweintroduceitsprinciple,simulation,andthespecificimplementationoftheproject.TherearemanywaystorealizetheDigitalDownConversion.Inthispaper,weusetheCORD

8、ICalgorithmtodothesimulationanalysisandengineeringimplementation.TodeterminetheBeiDounavigationsatellit