我国未来卫星导航信号的优先选择——BOC调制信号

对BOC调制信号的产生、谱特性、自相关、码跟踪和接收处理方法进行了分析。结果表明,与BPSK信号相比,该信号可以实现频段共用,同时实现频谱分离,具有较强的抗干扰能力;在相同码速率条件下,其相关函数曲线更陡峭,具有更高的码跟踪精度和更好的多径分辨能力;采取有效处理方法可以消除BOC信号相关函数中多峰造成的模糊问题。鉴于BOC信号的优点,建议我国未来卫星导航信号优先选用该信号。     

导航信号的BOC调制方式

BOC调制方式适应导航发展的新需要,它实现了频谱分裂以充分利用现有频段资源,且具有比传统BPSK调制方式更好的相关性能,从而可以提高根据相关特性测距的精度。介绍了BOC调制信号的频谱、功率谱和相关函数的特点。针对BOC调制信号相关函数的多峰结构容易造成捕获模糊,提出了3种相应的接收处理方法:类似BPSK的单边带处理方法、峰跳法和一种无模糊跟踪鉴相器算法。     

BOC调制信号研究

随着新一代导航系统一欧洲Galileo卫星导航系统的建设和美国GPS现代化研究的进展,新型的卫星导航信号结构成为关注的热点,尤其是新型的调制方式--BOC调制（Binary Offset Carrier）有利于降低信号问的互相干扰,改善定位性能,成为新一代GPSM码和Galileo导航系统的主要选择。本文重点讨论BOC调制信号的定义、功率谱密度、相关函数以及“峰值跳跃”的捕获方法。     

BOC调制信号研究

随着新一代导航系统一欧洲Galileo卫星导航系统的建设和美国GPS现代化研究的进展,新型的卫星导航信号结构成为关注的热点,尤其是新型的调制方式-BOC调制(Binary Offset Carrier)有利于降低信号问的互相干扰,改善定位性能,成为新一代GPS M码和Galileo导航系统的主要选择.本文重点讨论BOC调制信号的定义、功率谱密度、相关函数以及"峰值跳跃"的捕获方法.     

BOC调制伪码跟踪热噪声误差研究

介绍了BOC调制的定义,研究了BOC调制伪码跟踪热噪声误差Cremer-Rao界与调制参数之间的关系,所得结论可为BOC调制信号参数设计提供理论指导。分析了GPS和Galileo接收机伪码跟踪热噪声的理论误差,可为GPS和Galileo接收机伪码跟踪算法性能评价提供参考。     

基于ASPeCT的BOC调制信号捕获与跟踪研究

针对BOC调制信号传统捕获算法的模糊问题,在对直接捕获法、BPSK-Like法以及ASPeCT法分析的基础上,确定了ASPeCT法作为信号接收机捕获模块的设计方案。然后设计了基于BOC调制信号的跟踪环路,在对载波环和码环分析的基础上,确定了锁频环辅助锁相环作为环路中载波环的设计方案,以及修正后的EMLP鉴相器为环路中码环的设计方案。最后,对基于ASPeCT法捕获及基于锁频环辅助锁相环、ASPeCT修正码环的信号跟踪进行了实验仿真,验证了捕获模块和跟踪环路方案的有效性。     

一种BOC调制导航信号功率标定方法

随着各类二进制偏移副载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号的广泛应用,特别是AltBOC,TD-AltBOC及ACEBOC等,其复杂的发射方式,使得传统的信号功率标定方法不能用于标定其单支路信号功率。提出了一种功率分配功率标定方法,该方法在高功率条件下标定信号总功率,在正常功率条件下分配各支路信号功率。给出了该方法的原理、步骤,分析了其使用要求。实例测试表明,该方法可实现BOC调制信号单支路功率标定,且误差优于0.5 dB。     

GPS信号抗干扰性能分析

由于GPS信号发射功率有限,常常淹没在噪声中,研究信号的抗干扰性能尤为重要。分别从捕获和码跟踪的角度,讨论了GPS信号抗干扰性能差异。由于各种不同调制方式的GPS信号的功率谱分布不同,则其抗干扰能力也不尽相同。针对不同的信号调制方式,仿真分析了窄带干扰和带限白噪声干扰对捕获的影响及窄带干扰对码跟踪精度的影响,综合这2个方面得出BOC调制是一种更优的调制方式。     

BOC(1,1)信号的自适应捕获

GPS现代化以及Galileo系统都将使用BOC调制信号,与单纯的扩频码相比,BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,但因为BOC信号自相关函数具有多峰性,使得捕获更具挑战性,跟踪时容易锁在假峰上.Julien提出的合成相关捕获算法完全删除了BOC(n,n)信号的边峰,保持主峰不变,因此不需要检查跟踪是否在主峰上.在此基础上推导了一种自适应捕获算法,在保证系统误捕率恒定的情况下,能根据接收卫星信号功率的不同自动的调整门限.     

BOC调制打通共用载频的坦途——GNSS导航信号的收发问题之一

在着力培育北斗卫星导航国内民用市场之际．研发高精度、广用途、价格适度的GNSS导航信号接收机已成为当务之急。为此．我们需要深入了解GNSS导航信号所涉及的多学科知识．破解GNSS导航信号接收机研制难题。本讲座拟对此做一些解题探索．而对GNSS导航信号共用载波频率、所用伪随机噪声码特性、GNSS卫星所用的测距码多样性及其跟踪测量．卫星导航电文及其编码纠错法．GNSS导航信号接收天线的适应性,以及GNSS导航信号接收机的研制难点及其对策分别予以较深入的论述。本文主要论述BOC调制的作用与影响。     

导航信号的射频直接采样方法与实现

针对传统导航接收机采用模拟射频前端存在的缺陷,提出一种基于直接射频采样技术的导航接收机实现方法。根据当前公开的导航频段,将1.2 GHz和1.5 GHz的导航信号视为2个整体的带通信号,通过带通采样原理,选择可以兼容多频段导航信号的采样频率。为了解决射频采样后数据速率较高的问题,设计了一种基于抽取滤波和多相混频的数字下变频信号处理结构,可实现任意频点导航信号的降速、下变频和分离。该方法通过软件模块修改配置参数就可以实现多频点信号接收,极大地提高了系统的灵活性。通过Matlab对GPS L1的信号进行了仿真验证,结果表明该方法有效。     

基于PXI架构的导航信号模拟器设计

介绍了通用导航信号模拟器模块化设计方案,该设备体积小、结构简单、便于携带、可扩展性强。采用标准PXI机箱结构,基于总线设计。板卡采用模块化设计,方便功能扩展。PXI零槽充当上位机,完成数据仿真和电文生成;通用射频信号产生板卡产生动态信号,完成多星合成信号产生。设计可以完成多星多模导航信号模拟,可广泛应用于GPS、Galileo、Compass等导航系统。     

BOC调制技术研究

伽利略卫星导航系统是欧洲自主的、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，同时它实现完全非军方控制、管理。伽利略系统采用BOC调制方式。现介绍BOC调制的性质及和BPSK调制方式相比较的优点。     

GNSS导航信号模拟软件体系结构研究

软件GNSS(Global Navigation Satellite System)信号模拟器由于具有结构灵活、开放性强及成本低廉等优势,能够较好地应用在导航系统开发研究中。针对软件GNSS导航模拟器的信号产生技术进行研究,给出了软件GNSS导航模拟器软件总体架构以及软件模块说明。通过MATLAB实现了软件GNSS导航星座信号仿真,仿真结果表明了该体系结构以及算法模块的正确性。     

基于FPGA的Galileo/GPS伪卫星基带调制设计与实现

根据Galileo/GPS伪卫星综合基带子系统的功能要求, 提出一种基于FPGA的设计方案.其主要功能有产生扩频伪码、完成Galileo OS SIS ICD中L1波段、E5a波段、E5b波段及E1波段的各种信号调制方式并与单片机进行通信完成导航数据的加载及监控信息的应答.测试结果表明: 该方案完全满足系统的设计要求.     

分布式网络测量探针关键技术研究

研究了分布式网络测量基础架构(DNMAI),在此基础上探讨了分布式网络测量探针的时钟同步、端到端时延测量、TCP/IP协议效率和网络接口数据吞吐量等关键技术问题,并针对这些问题提出了相应解决办法。作为这些关键技术的实现,最后提出了分布式网络测量探针的分层设计方案。实验证明,该方案具有可移植性强、可靠性高的优点。     

GNSS信号处理算法测试平台的设计与实现

阐述了GNSS信号处理算法测试平台的基本概念及总体结构,对测试平台各个组成模块的功能、结构与实现方法进行了详细的分析。对射频采集卡模块主要分析了其硬件结构、实现方法与驱动程序的编写方法,对信号处理模块主要分析了GPS信号处理模块与BOC信号处理模块的各组成部分的实现原理与实现方法,并对软件编写过程中的关键技术进行了论述。