软件接收机视角下的GNSS同步技术及其捕获跟踪策略

本篇硕士学位论文深入探讨了GNSS软件接收机的同步技术，特别是在GPS和伽利略卫星导航系统中的应用。作者宋嫡儿在战兴群老师的指导下，针对软件接收机的视角，着重研究了如何使接收机产生的本地信号与卫星信号保持同步，以便解调导航电文并获取定位信息。 论文首先概述了GPS和伽利略系统的概要、特点及其信号结构，强调了信号采样频率对于正确接收的重要性，特别是对于包含扩频码的信号。对于伽利略系统中广泛应用的新型调制信号——BOC（Binary Offset Carrier）信号，论文详细介绍了其基本概念和频谱特性，并提出了适合BOC信号的带通采样方案，以克服多峰值性问题。 在捕获技术方面，论文介绍了三种软件实现的捕获方法：时域相关的串行搜索、载波并行伪码串行搜索和伪码并行载波串行搜索，并通过仿真实验验证了这些方法在BPSK信号上的有效性。针对BOC信号的复杂性，作者采用边带处理策略优化了基本捕获方法，成功地减少了多峰值现象，并在伽利略信号的仿真中展示了改进后的捕获效果。 接着，论文涉及导航信号的跟踪，分为载波跟踪和码跟踪两部分。载波跟踪环的实现涉及锁相环的基本原理、工作过程及相位误差鉴别器的算法，通过Simulink进行了二阶锁定系统的模拟演示。码跟踪环则聚焦于精确的码相位对准，这对于确保接收机定位精度至关重要。 本研究论文深入剖析了GNSS软件接收机同步技术的关键环节，包括信号捕获、跟踪和数据处理，展示了在快速发展的卫星导航技术背景下，软件接收机的灵活性和成本优势，为GNSS接收机的设计和优化提供了有价值的理论支持。