● 摘要
卫星导航系统在军民领域作用的日益突出，使得该领域的竞争日趋激烈。随着美国、中国、欧洲和俄罗斯的卫星导航系统的组网加速及现代化建设，导航系统频段的频谱资源日益稀缺的问题也逐渐引起人们的重视。鉴于此，很多新的导航信号体制也被提出来，如BOC、TMBOC、TD-AltBOC等。这些信号不仅能更好的利用有限的频谱资源，同时也增加了信号的有效带宽，并改善跟踪精度和增强抗多径能力。新体制导航信号的提出，也给导航信号的捕获带来了困难。BOC信号具有更窄的相关峰值，并且具有多峰性，容易发生错捕漏捕；TDDM调制信号因特殊的电文调制方式而失去了伪码的自相关性。在前人研究的基础上，本文试图对较为热门的几个新体制导航信号的捕获算法进行研究，借用BPSK-Like方法解决因采样点数不足导致的频谱混叠的问题，采用数据路和导频路分离的方式来实现TDDM信号同步。论文分析了FFT并行码相位捕获和PMF-FFT的捕获原理，并给出基于各算法的多路导航信号捕获方案。目前大多数导航信号接收前端都采用了传统的下变频结构，复杂混频器的引入容易增加虚假频率和相位误差，从而降低捕获的灵敏度。为了避免混频器对捕获造成的影响，本文采用了射频直采数字下变频的结构来完成信号的量化。为了处理因较高采样率而带来的大量数据，在硬件设计上本文采用了多种高速处理技术，如DDR采样、并行滤波器结构等。论文最终在FPGA和DSP平台上实现了多导航信号的捕获。实际测试结果证明，采用该结构的导航信号捕获模块能够完成多路信号的捕获功能，并且具有良好的性能。本文为新体制导航信号的捕获算法提供了一定的参考，为实际卫星导航信号接收机提出了一种可行的方案，具有很强的实际意义。