【摘 要】
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世界各国卫星导航系统的迅速发展,使导航信号的频谱拥挤、频段资源紧张等问题日渐突出。BOC（Binary Offset Carrier）信号调制方式的出现,使频谱资源的紧缺问题得到了一定的缓解,并且此信号调制方式还保障了导航系统精确定位的需求。BOC调制方式实现了信号频带资源的扩展,原理是此信号调制方式能使信号产生裂频现象,将信号的频谱分裂于中心频率两侧。信号经过BOC调制之后,形成BOC调制信号,
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世界各国卫星导航系统的迅速发展,使导航信号的频谱拥挤、频段资源紧张等问题日渐突出。BOC（Binary Offset Carrier）信号调制方式的出现,使频谱资源的紧缺问题得到了一定的缓解,并且此信号调制方式还保障了导航系统精确定位的需求。BOC调制方式实现了信号频带资源的扩展,原理是此信号调制方式能使信号产生裂频现象,将信号的频谱分裂于中心频率两侧。信号经过BOC调制之后,形成BOC调制信号,虽然使信号的频带资源得到了扩展,但同时其相关函数不再是之前的单一主峰,这种多峰特性就会导致接收机在对信号捕获与跟踪过程中出现模糊现象,以及对信号的错捕甚至漏捕情况。因此,设计一个适用于BOC信号的无模糊捕获跟踪算法并选择合适的软硬件平台对算法进行实现验证具有重要的实用价值。本文首先以BOC调制的基本原理为研究起点,剖析了BOC调制信号的基本特征,分析研究了BOC调制以及BPSK调制两种调制方式之间的差异,重点在两种调制信号的功率谱密度函数以及自相关函数上进行了仿真分析研究。在深入研究国内外现有的经典导航信号捕获跟踪算法的基础上,结合新体制调制信号自身的结构特点及信号同步算法,利用调制信号相关函数之间的几何特性,提出了一种新的捕获技术,达到消除信号侧峰的目的,以获得更好的信号捕获性能。本文主要工作如下:（1）文章中首先探讨了经典的BPSK调制信号以及新型BOC调制信号,并主要从功率谱密度与自相关函数两个角度,对信号的调制方式展开了性能对比研究。在MATLAB中对两种调制信号的功率谱密度变化和自相关函数进行实验模拟解析。深入理解调制信号的结构是信号捕获跟踪算法设计的前提。（2）深入研究了导航信号的捕获跟踪原理及经典捕获跟踪算法,且在已有基础上梳理总结了新体制BOC信号的捕获跟踪算法。在总结了现有算法之后,结合新体制信号的结构特点,利用调制信号相关函数之间的几何特性,提出了一种新的捕获技术,它可以消除信号侧峰,获得更好的信号捕获性能。与其他典型算法相比,该算法在加性高斯白噪声影响下具有更好的捕获效果。（3）搭建了完整的卫星导航信号捕获跟踪软件仿真系统和硬件实验平台,对系统进行整体连接并调试,采集接收了实际卫星导航信号,并将数据保存在PC终端中,对改进算法的性能进行仿真实验验证,实现了卫星信号的无模糊捕获以及稳定跟踪,并初步实现了导航定位解算功能。
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