多波段卫星导航信号设计理论与关键技术

第 1章 绪论 001
1．1 引言 001
1．2 多波段联合导航技术 004
1．3 GNSS信号体制关键技术发展现状 006
1．3．1 多频测量值组合模型 007
1．3．2 调制波形 010
1．3．3 信道编码 013
1．3．4 测距码 016
1．3．5 信号评估理论 018
1．4 本书组织结构 021
参考文献 022
第 2章 北斗多波段多频测量值组合模型 034
2．1 引言 034
2．2 多波段多频线性组合模型 035
2．3 多波段多频测量值组合特性分析 037
2．3．1 组合波长 037
2．3．2 观测噪声 037
2．3．3 电离层时延 038
2．4 多波段多频测量值组合优选 040
2．4．1 优选准则 040
2．4．2 长基线测量值组合优选 041
2．4．3 短基线测量值组合优选 042
2．5 本章小结 043
参考文献 044
第3章 卫星导航信号中的调制技术 045
3．1 引言 045
3．2 扩频调制 047
3．3 BPSK-R调制 049
3．4 BOC调制 051
3．4．1 数学模型 052
3．4．2 功率谱密度 056
3．4．3 性能分析 059
3．5 BCS调制 060
3．6 MBOC调制 061
3．6．1 MBOC调制信号的定义 062
3．6．2 TMBOC调制 063
3．6．3 CBOC调制 064
3．7 MSK调制 065
3．8 GMSK调制 068
3．9 本章小结 069
参考文献 069
第4章 CPM在GNSS中的设计 073
4．1 引言 073
4．2 CPM 074
4．2．1 数学模型 074
4．2．2 状态描述 076
4．2．3 功率谱密度 077
4．3 调制参数对CPM功率谱特性的影响 077
4．3．1 调制指数 078
4．3．2 进制数和关联长度 079
4．3．3 频率脉冲函数 080
4．4 CPM在GNSS应用中的参数设计方法 081
4．4．1 双主瓣CPM导航信号 082
4．4．2 单主瓣CPM导航信号 085
4．5 本章小结 088
参考文献 088
第5章 CPM码跟踪环路与GNSS信号性能评估 090
5．1 引言 090
5．2 CPM码跟踪环路 091
5．3 CPM码跟踪精度 095
5．3．1 相干环路码跟踪精度 095
5．3．2 非相干环路码跟踪精度 098
5．4 GNSS信号的频谱兼容性 101
5．4．1 捕获阶段的频谱兼容性 101
5．4．2 跟踪阶段的频谱兼容性 107
5．5 多径环境下的码环鉴相误差 109
5．5．1 相干码跟踪环路的多径误差 110
5．5．2 非相干码跟踪环路的多径误差 113
5．6 本章小结 117
参考文献 117
第6章 CPM在多波段卫星导航中的信号设计与评估 119
6．1 引言 119
6．2 CPM信号评估与优选 119
6．3 L波段CPM信号设计与性能分析 127
6．3．1 功率谱密度 127
6．3．2 码跟踪精度 128
6．3．3 抗多径性能 129
6．3．4 兼容性 131
6．4 S波段CPM信号设计与性能分析 138
6．4．1 功率谱密度 139
6．4．2 码跟踪精度 139
6．4．3 抗多径性能 140
6．4．4 兼容性 141
6．5 C波段CPM信号设计与性能分析 181
6．5．1 功率谱密度 182
6．5．2 码跟踪精度 182
6．5．3 抗多径性能 183
6．5．4 兼容性 185
6．6 本章小结 190
参考文献 191
第7章 卫星导航中的编码技术 193
7．1 引言 193
7．2 导航电文与信道编码 194
7．3 Hamming码 197
7．3．1 编码 197
7．3．2 译码 198
7．3．3 在GNSS中的应用与性能分析 198
7．4 CRC码 201
7．4．1 编码 201
7．4．2 译码 202
7．4．3 在GNSS中的应用与性能分析 203
7．5 BCH码 204
7．5．1 编码 205
7．5．2 译码 205
7．5．3 在GNSS中的应用与性能分析 207
7．6 卷积码 211
7．6．1 编码 211
7．6．2 译码 214
7．6．3 在GNSS中的应用与性能分析 215
7．7 LDPC码 217
7．7．1 基本原理 217
7．7．2 编码 218
7．7．3 译码 220
7．7．4 多元LDPC码 225
7．7．5 在GNSS中的应用与性能分析 230
7．8 本章小结 236
参考文献 236
第8章 卫星导航中的扩频码技术 240
8．1 引言 240
8．2 扩频码设计的通用框架 241
8．3 GNSS中常用的扩频码 243
8．3．1 m序列 244
8．3．2 Gold序列 245
8．3．3 Weil序列 246
8．3．4 Random序列 247
8．4 混沌序列 247
8．4．1 混沌映射 248
8．4．2 混沌序列的生成 250
8．4．3 特性分析 251
8．5 测距码的性能分析方法 254
8．5．1 基于相关峰旁瓣的性能分析方法 254
8．5．2 基于Welch界的性能分析方法 255
8．5．3 一种综合的性能分析方法 257
8．6 混沌测距码的设计与性能评估 257
8．7 混沌复合测距码的设计与性能评估 262
8．8 本章小结 267
参考文献 268
第9章 非相干混沌测距码的捕获与跟踪 271
9．1 引言 271
9．2 GNSS接收机的软件化 272
9．3 常规捕获算法 274
9．3．1 基本原理 274
9．3．2 并行频率捕获 277
9．3．3 并行码相位捕获 278
9．4 PMF-FFT捕获算法 279
9．4．1 算法原理 280
9．4．2 弱信号累积 282
9．4．3 仿真与分析 283
9．5 跟踪环路设计思路与原理 285
9．6 载波跟踪环的分析与实现 287
9．6．1 载波跟踪环结构 288
9．6．2 载波跟踪环的鉴相特性分析 289
9．6．3 载波跟踪环的实现 290
9．7 码跟踪环的分析与实现 292
9．7．1 延迟锁定环 292
9．7．2 码跟踪环的鉴相特性分析 295
9．7．3 码跟踪环的实现 299
9．8 比特跟踪环的设计与实现 300
9．8．1 比特跟踪环的设计 300
9．8．2 比特跟踪环的鉴相特性分析 301
9．8．3 比特跟踪环 / 载波跟踪环 / 码跟踪环的组合 302
9．9 同步仿真与分析 304
9．10 本章小结 307
参考文献 307