论文部分内容阅读
随着世界各国卫星导航技术的快速发展,众多系统的卫星信号集中在一个固定的频段内,导致不同信号间的干扰日益严重,信号的安全性得不到保障。鉴于卫星导航系统在经济发展和国防建设中的重要地位,新型的调制方式应运而生。为了尽快解决上述问题,现在大部分卫星信号,如GPS系统的M码卫星信号、GALILEO系统的E1、E5和E6频段卫星信号、“北斗三号”BIC信号等,都已经开始运用BOC(Binary Offset Carrier)这一新型调制信号来替代传统卫星信号中的BPSK调制信号。因为BOC调制信号具有自相关峰值更加尖锐的优点以及频谱具有分裂特性的独特优势,并且还拥有更高的码跟踪精度和更强的抗多径干扰能力。因此,各国针对BOC调制信号的无模糊捕获算法的研究也愈演愈烈。本文将BOC调制信号结构组成作为研究的出发点,在普通BOC调制信号的基础上着重研究了Galileo系统E1频点中的MBOC信号的产生原理及其特性,并利用MATLAB进行了相关的仿真研究,针对其频谱特性设计了基于MAX2769的下变频模块。其次深入研究了当今提出的一些BOC信号的捕获算法,在对Galileo系统E1频段中MBOC调制信号的机理特性透彻分析的基础上,提出了一种利用二次采样法与FFT和精细捕获方法相结合来实现对MBOC调制信号的精确捕获的策略。通过MATLAB对改进算法的仿真分析,验证了该设计的正确性。最后设计了一个基于FPGA+DSP架构的Galileo卫星导航接收机硬件平台,其中改进的捕获算法采用VerilogHDL语言编写在FPGA中实现,DSP协助FPGA进行捕获控制、捕获判决和后续卫星的信号跟踪以及信号中导航电文解算工作。完成射频模块和改进的捕获算法在FPGA和DSP上的联合调试之后,采用SPIRENT模拟源提供不同强度的Galileo E1信号进行捕获测试,测试结果表明,改进的捕获算法能成功捕获到CBOC(6,1,1/11)调制信号,达到了预期目标,证实了该设计的正确性,为以后BOC调制信号的跟踪和导航电文的解算奠定了坚实的基础。