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卫星定位系统在军事和生活中的应用已日益广泛,继美国的GPS等卫星定位系统之后,由欧盟发起、世界十多个国家参与的伽利略计划正在验证和开发,我国也和欧盟签署了中国参与GALILEO计划的技术合作协议。在这种国际卫星导航系统发展背景下,研究GALILEO卫星信号将具有十分重要的意义。
论文从GALIELO系统的总体结构和组成出发,介绍GALILEO系统的信号结构及其服务方式,讨论系统的通信基础-扩频通信理论及系统的定位原理,并对采用的BOC调制方式所带来的影响作了分析与仿真。
在扩频通信中,信号处理的关键是实现扩频信号的快速捕获与可靠跟踪。在参考国内外大量关于卫星导航和扩频接收机资料的基础上,本文提出一种基于延迟与累积结构的快速捕获方案,从理论和数学推导上给予阐述,仿真证明了该方案的可行性。在未知载波频率和伪码相位的情况下,采用非相干超前-滞后数字锁相环(DDLL)和数字科斯塔斯环(DPLL)实现对伪码和载波的可靠跟踪。详细研究了DDLL环的数学模型,对其线性特性进行了深入分析。基于伽利略BOC调制方式带来的自相关函数多峰性的问题,本文提出了一种构造新的相关函数的方法来解决该问题。接着本文研究了伽利略卫星信号在接收过程中的多径效应,提出了两种探测和消除多径误差的方法。
在前几章的基础上,设计与开发了GALILEO接收机的软件仿真器,产生卫星信号,对卫星信号实现捕获、跟踪与导航信息解调,为GALILEO接收机的研制提供必要的仿真数据。