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复杂环境下GNSS接收机快速定位研究与分析

作　者: 刘竞超
导　师: 李宁
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 复杂环境 GNSS 捕获性能快速定位
分类号: TN965.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着信息技术的快速发展以及我国自主研发的北斗导航系统的快速发展,卫星导航定位技术越来越深入的影响着人们生活和国民经济的方方面面,在复杂环境下,卫星导航的应用也需求也不断加强,在室内外、城市峡谷以及树木遮挡等复杂环境下,导航信号的处理变得更加复杂,处理速度也响应变得缓慢,严重影响了导航系统的应用效果,本文将就复杂环境下的快速定位就行研究和分析。本文针对复杂环境下的卫星导航信号做了两方面的工作：一、针对复杂环境下卫星信号,研究了相干积分、非相干积分两种算法对捕获性能的提高和限制因素；二、提出了一种可行的快速热启动算法,该算法省去了子帧同步时间,将定位速度提高到了国内外先进水平行列。本文的主要内容分为以下几个方面：首先对各系统的载波分布、扩频码产生以及导航电文的调制进行了分析,并以C/A码为例对卫星导航系统扩频码的产生以及其互相关和自相关特性进行了详细阐述。其次本文研究了复杂环境下卫星信号的捕获方法。通过对导航接收机的捕获原理分析,给出了信号的捕获范围和常见的几种捕获算法,着重分析了相干和非相干两种提高捕获性能的信号能量累积方法,并给出了捕获门限的评估标准。再次针对快速定位问题,本文提出了新的快速启动算法。在分析了冷启动的信号处理流程以后,详细阐述了本文提出的一种热启动算法,并且给出了该算法所需要的先验信息和算法的误差分析。最后以实验室自主研发的验证系统平台基础上,从软件设计和硬件设计的角度,分别分析了导航接收机对卫星信号的处理过程以及关键模块设计。经过对整个系统进行测试,本文提出的复杂环境下快速定位技术的研究成果都经过了室外实测信号的测试,验证了本文提出的结论的正确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-12
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 课题研究的主要内容  11-12
第二章 GNSS信号与研究平台架构  12-21
  2.1 信号体制分析  12-16
    2.1.1 GPS信号分析  12-13
    2.1.2 BD信号分析  13-14
    2.1.3 GLONASS信号分析  14-15
    2.1.4 GALILEO信号分析  15-16
  2.2 GNSS信号测距码  16-19
    2.2.1 C/A码的产生  16-17
    2.2.2 C/A码的相关特性  17-19
  2.3 GNSS研究平台架构介绍  19-21
第三章复杂环境下捕获技术  21-33
  3.1 复杂环境的特点和影响  21-23
    3.1.1 复杂环境下的信号特点  21-23
    3.1.2 复杂环境对接收机性能的影响  23
  3.2 复杂环境下的捕获技术  23-33
    3.2.1 捕获原理分析  24
    3.2.2 搜索范围和常见捕获算法  24-27
    3.2.3 捕获性能的提升方法  27-33
第四章接收机快速启动技术  33-46
  4.1 接收机启动模式  33-36
    4.1.1 各启动模式条件  33-34
    4.1.2 各启动模式处理流程  34-36
  4.2 新的热启动算法研究  36-46
    4.2.1 冷启动模式的发射时刻  36-38
    4.2.2 发射时刻对卫星位置矢量的影响  38-41
    4.2.3 热启动计算发射时刻  41-46
第五章接收机快速定位测试  46-57
  5.1 测试平台  46-50
    5.1.1 测试平台硬件设计  47-48
    5.1.2 测试平台软件设计  48-50
  5.2 系统测试  50-57
    5.2.1 仿真测试  50-51
    5.2.2 模拟器测试  51-54
    5.2.3 热启动性能测试  54-57
第六章总结与展望  57-59
  6.1 工作总结  57-58
  6.2 未来工作展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读硕士研究生期间发表论文目录  63-64
攻读学位期间申请的专利  64

复杂环境下GNSS接收机快速定位研究与分析

内容摘要

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