北斗B1 / B2双频软件接收机的设计与实现

【摘要】: 近年来，中国自主开发的北斗卫星导航系统（BDS）发展迅速. 其开放的多频信号为研究北斗双频软件接收机提供了便利的条件. GNSS的主要任务是跟踪可见的GNSS卫星，通过数字信号处理从卫星信号中获取观测和导航消息，最后完成用户的定位，导航和计时. 该软件促进了新算法的开发，可以灵活地用于验证各种基带信号处理算法，并且可以处理各种格式的中频数据和不同采样频率的信号. 为了探索北斗双频信号的特点和意义，研究了双频基带信号的联合处理算法，以提高卫星信号的采集和跟踪性能. 本文结合了GNSS接收机的技术原理，为北斗双频软件接收机搭建了一个研究平台，并通过收集中频信号对其进行了验证和分析. 本文的主要内容和成就包括: 首先，系统地选择了本文选题的背景意义，以及对北斗软件接收机的研究现状，系统地阐述了北斗基带信号处理技术的原理. 介绍. 从北斗卫星导航系统北斗接收机原理，阐述了北斗卫星信号结构，卫星导航定位技术等. 其次，主要介绍了北斗双频信号采集和双频辅助跟踪算法的模型和方法. 其中，针对北斗信号NH码位过渡的特点，提出了一种局部信号零填充算法. 分析和实验结果表明，与传统的捕获算法相比，该算法可以提高信号捕获性能. 本文提出了一种双频信号辅助跟踪算法模型，并采用了双频信号之间的多普勒频率互助方法. 实验结果表明，辅助跟踪算法可以提高信号的跟踪性能，并且在较低的信噪比条件下仍可以稳定地跟踪信号. 跟踪性能明显优于传统的跟踪算法. 第三，在北斗双频软件接收机系统的基础上，进行了实验验证和分析. 整套代码包括北斗卫星双频信号采集北斗接收机原理，跟踪，消息解调和单点定位解决方案，在VS2010平台上编译，收集北斗中频数字信号进行验证，最后证明北斗卫星双频频率信号可以被成功捕获和跟踪. 解调导航消息，并执行单双频PVT计算，以验证该代码的可行性. 对于定位解决方案，本文提出了组合的观测模型，并分析了单频和双频的定位结果. 北斗软件接收机成套的实现，对今后对北斗双频基带算法的深入研究具有重要意义. 综上所述，本文分析了北斗双频基带信号的特点，研究了北斗双频基带信号的采集和跟踪算法模型. 对双频联合算法的验证表明了该方法的有效性，并测试了算法的捕获性能和跟踪性能. 然后，将双频伪距观测值组合起来以执行伪距单点定位. 最后，给出了软件的设计流程和各模块的功能，并对软件功能进行了测试和准确性分析.

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