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北斗无源定位技术研究

作　者: 赖礼楚
导　师: 李鹏
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 卫星导航无源定位直接序列扩频系统载波跟踪
分类号: TN966
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 162次
引　用: 2次
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内容摘要

北斗卫星导航定位系统是我国自主研发的卫星导航定位系统,具有完全的独立自主性,为我国军用和民用用户设计提供定位和精密授时服务。与全球定位系统典型代表GPS系统相比,北斗卫星导航系统只是一个区域服务系统,提供有源定位和无源定位两种定位方式,它仅满足我们现代化建设初期需要的简易导航系统。在分析扩频通信系统原理的基础上,通过对直接序列扩频系统、m序列的分析研究,给出一种基于数字Costas环的载波跟踪方法,分析了Costas环各个组成部分的功能及实现方法;接着分析研究了滑动相关捕获伪随机码的算法和非相干双△DLL扩频码跟踪算法,并在MATLAB环境下进行了仿真验证。基于FPGA设计了Costas环、串并结合捕获环路和非相干双△DLL扩频码跟踪环路,通过QuartusⅡ仿真验证了其可行性。最后,论文研究空间直角坐标系与大地地理坐标系的转换关系,通过两颗北斗导航卫星及一颗热备份星得到三个伪距方程及气压计得到的高程信息组成四个无源定位解算方程即可算出接收机的位置信息。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题背景及其意义  7-8
  1.2 全球定位系统概述  8-9
    1.2.1 GPS概述  8
    1.2.2 GLONASS概述  8-9
    1.2.3 欧洲的伽利略系统  9
  1.3 北斗一号卫星导航系统  9-11
    1.3.1 RDSS服务的基础设施  9-10
    1.3.2 星座和轨道  10
    1.3.3 BNTS用户设备  10
    1.3.4 BNTS基准站  10-11
    1.3.5 BNTS导航服务  11
  1.4 课题研究内容及本文章节安排  11-13
第二章北斗导航原理及扩频通信基本理论  13-25
  2.1 北斗一号卫星导航定位原理  13-16
    2.1.1 北斗一号有源定位原理  13-14
    2.1.2 北斗一号无源定位原理  14-16
  2.2 扩频通信理论基础  16
  2.3 扩频通信系统的分类  16-18
    2.3.1 直接序列扩频系统  17
    2.3.2 频率跳变系统  17-18
    2.3.3 线性跳频脉冲系统  18
  2.4 扩频通信系统的主要优点  18-19
  2.5 伪随机编码的基本理论  19-24
    2.5.1 m序列  20-23
    2.5.2 Gold序列  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章数字载波跟踪环设计  25-39
  3.1 基带解调与载波同步  25-28
    3.1.1 锁相环解调器原理  25-26
    3.1.2 平方环解调器  26
    3.1.3 科斯塔斯环解调器  26-28
  3.2 数字科斯塔斯环设计与实现  28-38
    3.2.1 数字Costas环详细设计  28-31
    3.2.2 Costas环的MATLAB仿真  31-35
    3.2.3 Costas环的FPGA实现与仿真  35-38
  3.3 本章小结  38-39
第四章扩频码序列的捕获及跟踪  39-57
  4.1 扩频码的同步捕获  39-50
    4.1.1 匹配滤波器法  40-42
    4.1.2 滑动相关法及相关仿真  42-46
    4.1.3 串并行捕获环的FPGA实现  46-50
  4.2 数字延迟锁定跟踪环  50-56
    4.2.1 DLL基本原理  50-51
    4.2.2 数字非相干双ΔDLL 跟踪算法及仿真  51-56
    4.2.3 数字非相干双ΔDLL 跟踪算法的FPGA实现  56
  4.3 本章小结  56-57
第五章北斗三星无源定位算法  57-65
  5.1 坐标系转换算法  57-59
  5.2 北斗无源定位算法实现  59-63
  5.3 本章小结  63-65
第六章结束语  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-71
在读期间的研究成果  71-72

北斗无源定位技术研究

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