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《一種改進(jìn)雙塊補零北斗導(dǎo)航接收機弱信號捕獲方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、航空學(xué)報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug252017Vol38No8SSN1000—6893ON11．1929／Vhttp：#hkxbbuaa．edu．cnhkxb@buaaedu．cnDOI：10．7527／S1000—6893．2016．0297一種改進(jìn)雙塊補零北斗導(dǎo)航接收機弱信號捕獲方法盂騫1’2，劉建業(yè)1’2一，曾慶化1’2，馮紹軍3，李榮冰1’21．南京航空航天大學(xué)導(dǎo)航研究中心，南京2100162．衛(wèi)星通信與導(dǎo)航協(xié)同創(chuàng)新中心，南京2100163．帝國理工學(xué)院交通研究中心，倫敦SW
2、72AZ摘要：利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對高軌航天器進(jìn)行自主導(dǎo)航與高精度定軌，對接收機的捕獲靈敏度要求極高，雙塊補零(DBZP)算法是無輔助下衛(wèi)星導(dǎo)航弱信號捕獲的理想方案，然而受限于數(shù)據(jù)處理量大，DBZP實際應(yīng)用難度大。在深入分析雙塊補零機理的基礎(chǔ)上，結(jié)合矩陣重構(gòu)的思想，提出了一種改進(jìn)雙塊補零北斗導(dǎo)航接收機弱信號捕獲方法。該方法對參與塊內(nèi)相關(guān)運算的基帶信號和本地測距碼分別進(jìn)行重構(gòu)，解決了塊內(nèi)點數(shù)與快速傅里葉變換輸入點數(shù)之間的矛盾，提高了北斗導(dǎo)航接收機弱信號捕獲性能。仿真實驗結(jié)果分析表明，改進(jìn)雙塊補零算法對信噪比沒有損失，可以保證對低至15dB
3、·Hz的弱信號進(jìn)行有效捕獲，能夠滿足高軌航天器定軌、室內(nèi)外無縫導(dǎo)航等對接收機高靈敏度的需求。本方法是在塊內(nèi)運算層面對DBZP進(jìn)行優(yōu)化，具備良好的通用性和可移植性，與優(yōu)化相干積分策略的各種改進(jìn)DBZP算法可以無縫對接，進(jìn)一步提高北斗導(dǎo)航接收機信號處理的效能。同時，重構(gòu)的思想也適用于其他采用碼分多址信號的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的弱信號檢測和捕獲，對提升多星座衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基帶信號處理性能具有參考意義。關(guān)鍵詞：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)；自主導(dǎo)航；信號捕獲；快速傅里葉變換；塊內(nèi)重構(gòu)中圖分類號：V249．32+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—6893(20
4、17)08—320833～11全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSat—ellitesSystem，GNSS)在各個領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值。同時對于GNSS在高于自身軌道的導(dǎo)航應(yīng)用，在過去十年已經(jīng)得到了探索性的研究口屯]，使用GNSS對航天器進(jìn)行定軌和導(dǎo)航不僅可以簡化地面操作，提高航天器的自主性，同時還能提高導(dǎo)航性能，降低任務(wù)成本，并促進(jìn)新興科學(xué)的發(fā)展。利用GNSS實現(xiàn)航天飛行器、高軌衛(wèi)星等的高精度自主導(dǎo)航與定軌，以及輔助探月飛行器、空間探測器等進(jìn)行導(dǎo)航，是未來航天器自主性發(fā)展的重要方向之一[3‘]。高軌太空也
5、是導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)重要的應(yīng)用拓展方向。中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)采用混合星座陽I，GE0(GEostationaryOrbit)衛(wèi)星和IGSO(InclinedGeoSynchronous0rbit)衛(wèi)星分別位于地球靜止軌道和地球同步軌道，覆蓋范圍廣且相對地球的運轉(zhuǎn)速度較小，導(dǎo)航接收機的多普勒頻移也相應(yīng)較小且方便預(yù)測，相比星座全部運行在中高軌道的美國的GPS(G10balPositioningSystem)、俄羅斯的GI。ONASS(GI。ObalNAvigationSatelliteSystem)、歐洲的Galileo等系統(tǒng)，混合星座布局使得北
6、斗系統(tǒng)在航天器自主導(dǎo)航方面的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯。高軌航天器自主導(dǎo)航與高精度定軌需求對北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的接收機捕獲靈敏度要求收稿日期：2016—10—10；退修日期：2016—10—28；錄用日期：2016—11—14；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016—11．2114：39網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／111929．V201611211439．004html基金項目：國家自然科學(xué)基金(61533008，61374115，61328301)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(NS2015037)；江蘇省普通高校學(xué)術(shù)學(xué)位
7、研究生科研創(chuàng)新計劃(KYLXl6-0379)；國家留學(xué)基金；英國帝國理工學(xué)院交通研究中心資助*通訊作者E-mail：Ijyac@nuaaedu．ca引用格武；孟騫，姻建韭．曾庚化，等．一種改進(jìn)雙塊補零北斗導(dǎo)航接收機弱信號捕獲方法!Jj÷航空學(xué)撮，2017．38(8)：320833MENG0，LIUJy，ZENG0H，etatBeiDounavigationreceiverweaksignalacquisitionaidedbyblockimprovedDBZPEJ9．ActaAeronaut／caetAstronaut／caSin／
8、ca．2017。38(8)：320833。航空學(xué)報極高。相比地球表面用戶，航天器利用北斗系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航需要進(jìn)一步解決由于傳播路徑遠(yuǎn)和復(fù)雜太空環(huán)境導(dǎo)致的信號衰弱問題，北斗星載導(dǎo)航接收機需要快速、自主、無輔助地對載噪比小或等于20dB·Hz
