李永財(cái)+徐伯健+陳楊

摘 要 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)國(guó)家的發(fā)展具有重要的意義，各國(guó)為了發(fā)展航天事業(yè)，不惜花重金進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，當(dāng)前衛(wèi)星系統(tǒng)的BOC調(diào)制信號(hào)被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的PSK-R調(diào)制信號(hào)被保留下來(lái)。所以出現(xiàn)兩種信號(hào)同時(shí)存在的現(xiàn)象。偽距是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最基本觀測(cè)量，主要通過(guò)碼和載波來(lái)進(jìn)行信號(hào)的獲取，所以他們是衛(wèi)星信號(hào)體制設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)，碼跟蹤精度對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的質(zhì)量有著重要的影響。

關(guān)鍵詞 衛(wèi)星導(dǎo)航；信號(hào)；碼跟蹤精度；接收系統(tǒng)

中圖分類號(hào) V4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1674-6708（2016） 154-0082-02

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)的無(wú)線導(dǎo)航和天文測(cè)繪的方式進(jìn)行應(yīng)用，為全球的用戶提供氣候的實(shí)時(shí)跟蹤和各項(xiàng)定位服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，并被廣泛的應(yīng)用于國(guó)家的各項(xiàng)事業(yè)中，不僅促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，還會(huì)國(guó)家的安全提供了保障。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，成為當(dāng)前社會(huì)中運(yùn)用最廣泛的信息技術(shù)。1碼跟蹤精度定性及定量分析理論

1.1 S曲線的碼跟蹤性能定性分析

S曲線的碼跟蹤主要是根據(jù)函數(shù)理論的相關(guān)知識(shí)誕生的，超前滯后碼的間距和TOA的誤差會(huì)形成一定的間距，促進(jìn)了函數(shù)的形成，并被廣范應(yīng)用于對(duì)環(huán)路性能的判斷。擴(kuò)頻通信的構(gòu)成是通過(guò)對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)的分析研究所制定的，依據(jù)相關(guān)的特征進(jìn)行擴(kuò)頻信號(hào)的利用，運(yùn)用提取信號(hào)的方式，進(jìn)行噪聲信號(hào)的處理。對(duì)應(yīng)的自相關(guān)函數(shù)一旦確定下來(lái)，就會(huì)形成函數(shù)對(duì)調(diào)制信號(hào)本身的影響，另外的決定因素決定了預(yù)相關(guān)寬帶的影響。仿真信號(hào)的最小寬帶范圍的判斷方法是，預(yù)相寬帶變大，信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的平方曲線會(huì)更接近無(wú)線寬帶曲線，可以表明信號(hào)寬帶的最小寬帶量。通過(guò)對(duì)超前減滯后碼間距的測(cè)量，信號(hào)會(huì)隨著S曲線的變化而不斷發(fā)展，S曲線能夠表現(xiàn)出良好的性能，并且應(yīng)該的斜率值為正值，且增益較大。如果鑒別增益處的增值較大，斜率值的增加呈現(xiàn)不明顯的狀態(tài)，造成滯后碼間距的減少，導(dǎo)致S曲線的斜率出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

1.2 超前滯后鑒別器的碼跟蹤精度定量分析

碼環(huán)路的精確跟蹤是接收器的重要組成部分，主要通過(guò)S曲線進(jìn)行碼跟蹤的分析。為了進(jìn)一步研究碼跟蹤環(huán)路的誤差，應(yīng)該在規(guī)范的范圍內(nèi)，采用相干和非相干的形式進(jìn)行碼跟蹤環(huán)路的精確表達(dá)，通過(guò)建模的方式，進(jìn)行碼跟蹤誤差和與相關(guān)寬帶的理解，有效的進(jìn)行相干和非相干的延時(shí)碼跟蹤誤差分析，并實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)功率譜的形成，在任意情況下進(jìn)行相干和非相干延時(shí)碼的跟蹤服務(wù)，對(duì)輸出的信號(hào)功率和干擾功率進(jìn)行比較。

2 多徑干擾下的碼跟蹤精度

2.1 帶限信號(hào)碼多徑誤差包絡(luò)及其下屆

多徑主要是由反射信號(hào)和散射信號(hào)組成的，散射信號(hào)在噪聲聲道的表現(xiàn)中，不會(huì)對(duì)碼跟蹤產(chǎn)生重大的影響。所以，在進(jìn)行導(dǎo)航信號(hào)分析的過(guò)程中，應(yīng)該確定反射信號(hào)所產(chǎn)生的影響，如果導(dǎo)航信號(hào)受到接收機(jī)的影響，進(jìn)行接收機(jī)的內(nèi)部，多徑信號(hào)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行一定的處理，運(yùn)用4個(gè)參數(shù)進(jìn)行表征反應(yīng)，充分展現(xiàn)了相位變化率和時(shí)間的延遲效果。多徑信號(hào)如果呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài)，相對(duì)的相位變化率則為O，所標(biāo)現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)不用考慮多徑碼和載波產(chǎn)生的影響，對(duì)數(shù)據(jù)為暫且不用考慮。而相對(duì)于相干DLL下，所以在進(jìn)行超前碼的設(shè)置上應(yīng)該依照本地振動(dòng)器作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制頻率所信號(hào)進(jìn)入到內(nèi)部區(qū)域。但由于在設(shè)置過(guò)程中，多徑會(huì)存在多種現(xiàn)象的產(chǎn)生，會(huì)使多徑受到進(jìn)入信號(hào)的影響，回到一定的干擾。因此，鎖相環(huán)的跟蹤信號(hào)的構(gòu)成形式由合成相位的設(shè)置情況所決定，并且不能利用直達(dá)信號(hào)的形式進(jìn)行表達(dá)。

2.2 載波相位多徑誤差

對(duì)于CNSS信號(hào)較弱的情況，CNSS接收機(jī)狂熱以采用調(diào)節(jié)閥來(lái)進(jìn)行輸入信號(hào)的載波剝離，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的解調(diào)。由于I/Q解調(diào)法是通過(guò)對(duì)環(huán)路反饋調(diào)節(jié)的形式進(jìn)行1支路信號(hào)的輸出，以便保留信號(hào)功率的最大化，同時(shí)保障Q支路輸出信號(hào)能夠保障最小的功率。載波環(huán)的特性主要分為預(yù)檢測(cè)積分時(shí)間和鑒別器的功能，通過(guò)對(duì)鑒相器信號(hào)的數(shù)據(jù)碼調(diào)試和載波信號(hào)工作，對(duì)數(shù)據(jù)的載波相位進(jìn)行不敏感的鎖相環(huán)處理，此處的鎖相環(huán)應(yīng)該運(yùn)二象限反正切函數(shù)的敏感鎖相環(huán)的處理方式，應(yīng)該確保該鑒相器的穩(wěn)定性，對(duì)輸出的鑒相結(jié)果和信號(hào)幅度進(jìn)行相關(guān)的控制，所以，鎖相環(huán)的鑒相器應(yīng)該保持準(zhǔn)確性，進(jìn)行反正切求值的統(tǒng)計(jì)工作。

3 碼跟蹤精度對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的影響

3.1 接收系統(tǒng)載噪比影響因素分析

在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，信號(hào)的質(zhì)量需要通過(guò)載噪比的構(gòu)成形式作為分析的依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)該利用信息接收的形式，對(duì)載噪比所產(chǎn)生的影響進(jìn)行系統(tǒng)的分析。應(yīng)該對(duì)碼時(shí)延和多普勒的殘留誤差進(jìn)行系統(tǒng)的分析。信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程主要由采樣和量化兩部分構(gòu)成，應(yīng)該將接收到的信號(hào)通過(guò)時(shí)域離散的形式進(jìn)行信號(hào)的離散。模擬信號(hào)在進(jìn)行抽樣后，根據(jù)信號(hào)趨勢(shì)的變化，來(lái)進(jìn)行分析，采取抽樣值的形式，對(duì)對(duì)電平進(jìn)行模擬抽取，對(duì)量化進(jìn)行提前的設(shè)置，在量化實(shí)施過(guò)程中，要避免信號(hào)質(zhì)量的下降。在對(duì)量化操作過(guò)程中，應(yīng)該通過(guò)轉(zhuǎn)化器的方式進(jìn)行量化膜的轉(zhuǎn)換，對(duì)造成的影響進(jìn)行分析。對(duì)模擬信號(hào)使用采樣的方式，進(jìn)行抽取，可以有效的防止信號(hào)失真而產(chǎn)生的不利影響。運(yùn)用頻率較高的信號(hào)，對(duì)電路的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。應(yīng)該通過(guò)導(dǎo)航信號(hào)的接收機(jī)設(shè)計(jì)，進(jìn)行較高采樣頻率來(lái)進(jìn)行電路數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)的處理。

3.2 子載波相位對(duì)碼跟蹤精度的影響

調(diào)制信號(hào)主要采用子載波相位的形式來(lái)進(jìn)行自身功率的譜密度處理，砸在播的相位會(huì)對(duì)碼跟蹤精度的數(shù)據(jù)結(jié)果的形成，造成了一定的影響，應(yīng)該對(duì)結(jié)合預(yù)檢積分的時(shí)間和相關(guān)的寬帶產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。的影響。隨著子載波相位的不斷變化，可以將正弦更改為余弦，并對(duì)應(yīng)寬帶的信號(hào)器，進(jìn)行呈線性的增長(zhǎng)，可以采用余弦相位子的載波調(diào)制信號(hào)寬帶的方式，將正弦相位子的載波進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制。調(diào)制的信號(hào)碼根據(jù)誤差應(yīng)該與子載波的相位關(guān)系進(jìn)行跟蹤，隨著子載波相位的變化，與對(duì)應(yīng)的碼跟蹤誤差進(jìn)行線性更改。載波調(diào)制的數(shù)值越大，則呈現(xiàn)出來(lái)的誤差也就越大。

3.3 合成損耗對(duì)碼跟蹤精度的影響

恒包絡(luò)互復(fù)技術(shù)針對(duì)信號(hào)的不同進(jìn)行個(gè)數(shù)和功率的有效配置，所產(chǎn)生的效率也不同，應(yīng)該采用合成損耗來(lái)進(jìn)行度量，包括合成損耗信號(hào)功率的損失和整個(gè)系統(tǒng)的載噪比。與相干和非相干跟蹤碼進(jìn)行相干時(shí)間和預(yù)相關(guān)寬帶的連接，在進(jìn)行恒包絡(luò)合成損耗分析時(shí)，對(duì)跟蹤碼的精度進(jìn)行分析，不需要考慮干擾的影響，需要機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的確定，期望信號(hào)功率和載噪比進(jìn)行核心影響因素的分析，只要通過(guò)接收系統(tǒng)的確定，信號(hào)值的功率可以實(shí)現(xiàn)功率某密度的處理，成為影響載噪比的最核心因素。在進(jìn)行分析恒包絡(luò)互復(fù)用合成損耗過(guò)程中，對(duì)調(diào)整的信號(hào)進(jìn)行譜密度的處理，與預(yù)相關(guān)寬帶和碼跟蹤環(huán)路寬帶進(jìn)行聯(lián)系，確認(rèn)碼跟蹤精度信號(hào)載噪比的分析。根據(jù)碼跟蹤的變化率，確定碼跟蹤誤差的變化方向與載噪比的方向進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)恒包絡(luò)互復(fù)用造成的合成損耗碼跟蹤方根誤差的實(shí)現(xiàn)，隨著碼跟蹤方根誤差的變化，對(duì)碼跟蹤誤差進(jìn)行信號(hào)早率的變化率。

4 結(jié)論

衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)碼跟蹤精度的提高是保證衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要途徑。實(shí)踐操作中，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)碼跟蹤精度定性及定量分析理論，在這些理論的指導(dǎo)下，采取帶限信號(hào)碼多徑誤差包絡(luò)及其下屆和載波相位多徑誤差的策略，以此來(lái)達(dá)到衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能提高的目標(biāo)，推動(dòng)航天事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。