非線性失真對GNSS新體制信號品質(zhì)因子影響研究.pdf

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）在軍事活動及人們的日常生活中日益體現(xiàn)出其不可替代的重要作用。在GPS取得巨大成功之后，俄羅斯和歐盟以及中國也均加大了對GNSS系統(tǒng)的投入力度。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，以及各大GNSS系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程，BOC信號及各種BOC的衍生信號開始得到廣泛而重要的應(yīng)用，我國的北斗II-2也將采用BOC體制的信號。
　　定位精度是評價導(dǎo)航系統(tǒng)的一個最重要的指標(biāo)，而導(dǎo)航載荷的各個通道的失真效應(yīng)會不可避免地惡化導(dǎo)航信

2、號的精度，其中最主要的是射頻濾波器的群時延和功放的非線性失真所引入的誤差。而研究載荷通道失真影響新體制 GNSS系統(tǒng)性能的國內(nèi)外文獻(xiàn)還較為有限，因而建立起仿真模型，分析各個射頻通道所帶來的信號質(zhì)量惡化就顯得意義重大。
　　本文主要的工作圍繞以下幾個方面來開展。
　　1.研究各種BOC信號的調(diào)制特性，包括MBOC和AltBOC等。明確各種BOC改進(jìn)捕獲算法的原理及適用范圍，如BPSKlike捕獲算法及副載波相位對消等算法。針對

3、Galileo和北斗備選信號中最為復(fù)雜和靈活的AltBOC信號，將各種捕獲算法用于 AltBOC的捕獲。并從最大似然的意義上證明相干聯(lián)合是最優(yōu)的聯(lián)合實(shí)現(xiàn)方式。
　　2.研究各種通道失真的產(chǎn)生及影響機(jī)理，建立載荷射頻通道的失真模型，主要包括濾波器群時延模型，混頻的失真模型以及功放的非線性失真模型。為深入分析濾波器群時延特性對信號質(zhì)量的影響，特別地設(shè)計出可以擬合任意群時延特性的濾波器。研究功放工作在飽和點(diǎn)及2dB回退點(diǎn)時GNSS系統(tǒng)的

4、性能。
　　3.建立了GNSS系統(tǒng)的性能評估體系，主要考察的性能參數(shù)有S曲線過零點(diǎn)偏移、帶外功率損耗、相關(guān)損失、IQ正交性和多路偽碼一致性。基于以上性能指標(biāo)衡量通道失真對導(dǎo)航信號跟蹤精度的影響。
　　本文的主要貢獻(xiàn)和結(jié)論有：
　　1.表明了濾波器幅頻特性對于信號質(zhì)量的影響較小，但過渡帶的不對稱會引起相關(guān)函數(shù)的畸變進(jìn)而顯著惡化T-offset。
　　2.全面的評估了射頻濾波器群時延特性對信號質(zhì)量的影響程度。并明確了

5、濾波器群時延特性對恒包絡(luò)合路信號各個頻率分量的影響，得到結(jié)論：信號三次諧波處的頻率分量對濾波器群時延帶內(nèi)的抖動最為敏感，這一結(jié)論對于載荷中濾波器的設(shè)計具有較大的輔助意義。
　　3.從相關(guān)損失和 T-offset的意義上來看，功放對于恒包絡(luò)信號質(zhì)量有一定改善，且飽和點(diǎn)的改善優(yōu)于2dB回退點(diǎn)，但會導(dǎo)致帶外功率的損耗。
　　4.通過對載荷通道失真的研究以輔助載荷設(shè)計中射頻濾波器的優(yōu)化設(shè)計，以及功放工作點(diǎn)的合理選擇，最終提高跟蹤定位