北斗卫星导航接收机信号采集与跟踪

[摘要]: 卫星导航系统自发明以来，已广泛应用于各行各业. 它具有定位准确、全球化、小型化等特点. 它是一个国家不可或缺的导航和定位手段. 我国研制的北斗卫星导航系统，使我们摆脱了对GPS等国家定位系统的依赖，维护了国家安全. 因此，发展北斗卫星导航系统是我国必须坚持的道路. 除了空间卫星的管理和应用外，北斗卫星导航接收机技术的发展和进步也是推动整个北斗系统应用的重要组成部分. 北斗卫星导航接收机是一种具有BD2/GPS定位功能和北斗短消息收发功能的综合卫星收发机，具有B3频点和s频点短消息的BD2抗干扰功能. 在我国军民领域，研制高性能北斗卫星导航接收机是摆脱依赖、提高国防力量不可或缺的一步，而高性能北斗卫星导航接收机的研制需要突破卫星导航的诸多技术难点，对其算法和实现方法的研究在系统的早期应用中显得尤为重要. 通过分析我国北斗卫星定位系统的现状和发展趋势，发现在高动态环境下，北斗卫星导航接收机存在两个主要问题. 首先，为了满足接收机高灵敏度P码捕获指标的要求，需要一种高灵敏度的快速捕获算法；其次，为了满足载波高动态运动的要求，得到一种能够在高动态条件下稳定跟踪信号的跟踪算法. 针对上述问题北斗接收机跟踪原理，本文提出了一种适合北斗卫星导航接收机信号采集与跟踪的算法. 在高灵敏度捕获方面，提出了匹配滤波与FFT频域搜索相结合的方法. 利用时域匹配滤波器的实时性和FFT频域搜索的高灵敏度，保证了在一定硬件资源下接收机的高灵敏度P码捕获. 在高动态跟踪方面，提出了锁相环与锁相环相结合的方法. 将锁相环的跟踪精度和锁相环的动态跟踪能力相结合，实现了高动态下的稳定跟踪精度. 实验和试验结果表明，本文所研究的北斗卫星导航接收机信号采集与跟踪算法，不仅能有效地提高低信噪比、高动态条件下卫星导航信号的快速捕获能力，同时也提高了高动态环境下信号频率和相位的跟踪精度，使北斗卫星导航接收机的性能指标能够满足用户的要求. 通过本文的研究北斗接收机跟踪原理，为北斗卫星导航接收机的高性能化发展奠定了基础，积累了卫星导航领域的发展经验，为中国卫星导航事业做出了一定的贡献.

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