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    MBOC信號(hào)非相干聯(lián)合捕獲性能分析

    2019-04-17 08:46:14黃夏妹王雪陳校非饒永南
    時(shí)間頻率學(xué)報(bào) 2019年1期
    關(guān)鍵詞:峰峰導(dǎo)頻運(yùn)算量

    黃夏妹,王雪,陳校非,饒永南

    (1.中國(guó)科學(xué)院 國(guó)家授時(shí)中心,西安 710600;2.中國(guó)科學(xué)院 精密導(dǎo)航定位與定時(shí)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710600;3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 物理科學(xué)學(xué)院,北京 101048;4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 電子電氣與通信工程學(xué)院,北京 101048)

    0 引言

    北斗三號(hào)衛(wèi)星的成功發(fā)射意味著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入了全球組網(wǎng)的時(shí)代。相比于北斗二號(hào)衛(wèi)星,北斗三號(hào)衛(wèi)星能提供更可靠、更有效以及更高的定位精度。除此之外北斗三號(hào)衛(wèi)星新特點(diǎn)之一就是采用了新的信號(hào)體制。在B1頻點(diǎn)上,北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將播發(fā)MBOC(multiplexed binary offset carrier)信號(hào),它與GPS L1和Galileo E1有著良好互操作性。

    MBOC調(diào)制信號(hào)由BOC(1,1)和BOC(6,1)組成,是一種優(yōu)化的信號(hào)調(diào)制方法。MBOC調(diào)制信號(hào)僅在頻域定義相同的功率譜,它的時(shí)域?qū)崿F(xiàn)有多種方式:北斗B1C信號(hào)采用QMBOC(quadrature multiplexed BOC)實(shí)現(xiàn);Galileo的E1B/C采用CBOC(composite BOC);GPS L1C信號(hào)采用TMBOC(time multiplexed BOC)[1]。

    北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS信號(hào)采用導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)支路分離,其信號(hào)的結(jié)構(gòu)可以總結(jié)如表1所示[1-2]。

    表1 北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS信號(hào)結(jié)構(gòu)對(duì)比

    從表1可以看出,北斗B1C,Galileo E1 OS和GPS L1C信號(hào)均采用導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)雙通道的結(jié)構(gòu),且北斗B1C和GPS L1C信號(hào)的導(dǎo)頻分量的功率所占百分比為75%,Galileo E1 OS導(dǎo)頻分量所占百分比為50%。為了簡(jiǎn)化捕獲算法的復(fù)雜度,傳統(tǒng)的MBOC信號(hào)捕獲算法都只采用導(dǎo)頻或者數(shù)據(jù)單通道進(jìn)行捕獲。這種捕獲方法會(huì)造成能量的浪費(fèi),因此可以采用導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)雙通道捕獲來提高捕獲靈敏度。文獻(xiàn)[3]研究了Galileo系統(tǒng)E1B/C的聯(lián)合捕獲和聯(lián)合跟蹤,用仿真信號(hào)和蒙特卡洛仿真得出的結(jié)論是:在捕獲靈敏度上,相比于單通道導(dǎo)頻捕獲,非相干聯(lián)合捕獲能夠提高2.8 dB。文獻(xiàn)[4]研究了Galileo系統(tǒng)的E1B/C,E5aI/aQ和GPS L5I/L5Q等聯(lián)合捕獲,但是并未分析聯(lián)合捕獲對(duì)檢測(cè)概率的影響。文獻(xiàn)[5]采用仿真信號(hào)和蒙特卡洛仿真對(duì)Galileo系統(tǒng)E1B/C的相干和非相干聯(lián)合捕獲進(jìn)行比較和分析。文獻(xiàn)[6]分析并給出了通用聯(lián)合捕獲檢測(cè)量中的組合系數(shù)隨輸入信號(hào)載噪比和導(dǎo)頻信號(hào)功率比系數(shù)等參數(shù)的變化規(guī)律。文獻(xiàn)[7]提出了最優(yōu)加權(quán)聯(lián)合捕獲方法,采用理論分析和仿真信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于聯(lián)合捕獲,已有研究大都只是基于仿真信號(hào)和蒙特卡洛分析,并未采用真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證;對(duì)于北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS的聯(lián)合捕獲,已有的研究大都只針對(duì)Galileo E1 OS和GPS L1C展開,對(duì)于北斗B1C尚未找到相關(guān)文獻(xiàn)。因此本文的研究工作主要是對(duì)比分析北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS的聯(lián)合捕獲,從檢測(cè)概率和運(yùn)算量來分析捕獲性能,最后用實(shí)際數(shù)據(jù)來驗(yàn)證聯(lián)合捕獲性能。本文的結(jié)構(gòu)可以分為以下四個(gè)部分:第一部分是介紹QMBOC,TMBOC和CBOC的時(shí)域波形及自相關(guān)函數(shù);第二部分從MBOC信號(hào)的捕獲模型和聯(lián)合捕獲算法結(jié)構(gòu)來解釋聯(lián)合捕獲原理;第三部分是從檢測(cè)概率和運(yùn)算復(fù)雜度來分析聯(lián)合捕獲性能,得出聯(lián)合捕獲對(duì)捕獲靈敏度改善的理論值;第四部分采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,最后得出結(jié)論聯(lián)合捕獲對(duì)捕獲靈敏度改善的真實(shí)值與理論值基本一致。

    1 QMBOC,TMBOC,CBOC時(shí)域波形以及自相關(guān)函數(shù)

    QMBOC的實(shí)現(xiàn)是將兩子載波BOC(1,1),BOC(6,1)分別調(diào)制在載波的兩個(gè)相互正交相位上。QMBOC的數(shù)據(jù)分量采用BOC(1,1)調(diào)制,占總能量的25%,導(dǎo)頻分量采用QMBOC(6,1,4/33)調(diào)制,占總能量的75%。QMBOC(6,1,4/33)的基帶形式[8]可由式(1)表示:

    (1)

    式(1)中,gBOC(1,1)(t)表示BOC(1,1)子載波,gBOC(6,1)(t)表示BOC(6,1)子載波,式中的‘±’分別對(duì)應(yīng)正相QMBOC和反相QMBOC。QMBOC調(diào)制信號(hào)時(shí)域波形如圖1所示。

    圖1 QMBOC時(shí)域波形

    (2)

    (3)

    式(2)中,dk是導(dǎo)航電文,Ck是偽碼,其周期是10 ms,gk是子載波,k值決定此時(shí)隙采用BOC(1,1)還是BOC(6,1)子載波。TMBOC的時(shí)域波形如圖2所示。

    圖2 TMBOC時(shí)域波形

    CBOC調(diào)制是BOC(1,1)和BOC(6,1)的擴(kuò)頻調(diào)制符號(hào)通過線性加權(quán)來實(shí)現(xiàn)的[9],權(quán)重因子需滿足平方和為1的條件,具體大小依功率比而定。根據(jù)加權(quán)因子的符號(hào),CBOC可分為正相和反相,即CBOC(6,1,1/11,‘+’)和CBOC(6,1,1/11,‘-’),分別記作CBOC+和CBOC-。CBOC+和CBOC-的子載波可用公式(4)來表示:

    (4)

    式(4)中,gCBOC+其中表示正相CBOC子載波,gCBOC-為反相CBOC子載波。CBOC的時(shí)域波形如圖3所示。

    圖3 CBOC時(shí)域波形

    QMBOC,TMBOC和CBOC信號(hào)實(shí)現(xiàn)方式不同,這導(dǎo)致了三者的時(shí)域波形各不相同。通過對(duì)信號(hào)的時(shí)域波形進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算可以得到該信號(hào)的自相關(guān)函數(shù),同時(shí)由維納—辛欽定理可知,信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)也可以通過對(duì)功率譜求傅里葉反變換而得到。BOC(1,1),BOC(6,1)信號(hào)和MBOC(6,1,1/11)信號(hào)功率譜如圖4所示,MBOC自相關(guān)函數(shù)如圖5所示。

    圖4 BOC(1,1),BOC(6,1)信號(hào)和MBOC(6,1,1/11)信號(hào)功率譜

    圖5 MBOC自相關(guān)函數(shù)對(duì)比

    從圖4可知,相比于BOC(1,1)信號(hào),MBOC調(diào)制信號(hào)由于加入了BOC(6,1)而導(dǎo)致功率譜的高頻分量增加,這樣可以有效抑制多徑效應(yīng),提高接收機(jī)的性能。由圖5可知QMBOC,TMBOC和CBOC信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)都是分段線性且有多個(gè)相關(guān)峰,這造成了MBOC信號(hào)捕獲和跟蹤時(shí)存在模糊度;從圖中也可以看出三種MBOC的主峰都很窄且尖銳,這說明了QMBOC,TMBOC和CBOC調(diào)制信號(hào)具有捕獲跟蹤精度高、抗干擾強(qiáng)的特點(diǎn)。

    2 MBOC非相干聯(lián)合捕獲原理

    MBOC信號(hào)因其特殊的信號(hào)結(jié)構(gòu),在捕獲實(shí)現(xiàn)上有別于傳統(tǒng)的捕獲算法。在本節(jié)中首先從理論上介紹MBOC信號(hào)的捕獲模型;其次介紹在工程實(shí)現(xiàn)中MBOC信號(hào)非相干聯(lián)合捕獲算法的結(jié)構(gòu)。

    在獲取數(shù)據(jù)之后會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,例如數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)。其中數(shù)據(jù)的清洗尤為關(guān)鍵,在2014年我國(guó)召開的數(shù)據(jù)技術(shù)大會(huì)中,有學(xué)者提出了數(shù)據(jù)記錄邏輯檢測(cè)辦法、大數(shù)據(jù)清洗過程優(yōu)化等相關(guān)控制模型,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理的效果與效率。但在數(shù)據(jù)清洗之后會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析,會(huì)產(chǎn)生時(shí)效性的問題,由于數(shù)據(jù)清洗有時(shí)不會(huì)及時(shí)完成,從而對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的效果產(chǎn)生不利影響。

    2.1 MBOC的信號(hào)捕獲模型

    北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS信號(hào)采用數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻雙通道結(jié)構(gòu),在導(dǎo)頻通道調(diào)制主碼和子碼;TMBOC和QMBOC的子碼一個(gè)符號(hào)位是10 ms,而CBOC的子碼一個(gè)符號(hào)位是4 ms,在數(shù)據(jù)通道調(diào)制主碼和導(dǎo)航電文。傳統(tǒng)的MBOC捕獲方法只采用單通道進(jìn)行捕獲,非相干聯(lián)合捕獲算法的特點(diǎn)在于對(duì)導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)兩個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行捕獲,將兩個(gè)通道得到的捕獲相關(guān)值通過非相干聯(lián)合,以提高捕獲靈敏度。

    捕獲的輸入信號(hào)是射頻信號(hào)經(jīng)過混頻和采樣后的中頻信號(hào)[10],其數(shù)學(xué)模型可由式(5)表示:

    (5)

    式(5)中,Ps是信號(hào)功率;C(t)是測(cè)距碼主碼,其值為±1;τ表示在信號(hào)傳播過程帶來的傳播延遲;D(t)表示子碼和導(dǎo)航電文,一個(gè)子碼符號(hào)和導(dǎo)航電文的一個(gè)比特位長(zhǎng)度是一樣的;對(duì)于北斗B1C和GPS L1C信號(hào)導(dǎo)航電文一個(gè)比特位為10 ms,對(duì)于Galileo E1 OS信號(hào)導(dǎo)航電文一個(gè)比特位為4 ms;ωIF是中頻載波頻率;Δω是輸入信號(hào)的載波頻率差;φ(t)是初始載波相位;g(t)表示子載波,n(t)是白噪聲,其功率譜密度是常量。

    (6)

    (7)

    (8)

    化簡(jiǎn)得到式(9)和式(10)

    (9)

    (10)

    (11)

    由sin[x]的特性可知,當(dāng)x→0時(shí),sinc[x]→1,同理sinc2[x]→1,即當(dāng)輸入信號(hào)與本地信號(hào)的頻率誤差Δω→0時(shí),積分器得到最大相關(guān)值。

    2.2 MBOC信號(hào)非相干聯(lián)合捕獲算法結(jié)構(gòu)

    根據(jù)第一部分的介紹可知MBOC信號(hào)由導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)雙通道組成,且MBOC信號(hào)的導(dǎo)頻通道占總能量的75%,Galileo E1 OS的導(dǎo)頻通道占總能量的25%,所以對(duì)于北斗B1C和GPS L1C捕獲,導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)通道按照功率比3∶1進(jìn)行能量累加;而對(duì)于CBOC捕獲,按照導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)通道1∶1進(jìn)行能量累加。MBOC信號(hào)聯(lián)合捕獲框圖如圖6所示。

    為了提高捕獲速度,在本文中采用并行碼相位搜索的方式。在接收模塊,本地載波NCO分別產(chǎn)生正交和同相載波與輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行相乘實(shí)現(xiàn)載波剝離,再將剝離載波后得到的兩路正交信號(hào)分別進(jìn)行傅里葉變換,本地產(chǎn)生導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)碼分別作傅里葉變換并取共軛后,再分別與傅里葉變換后的正交同相支路相乘以后再作IFFT(inverse fast Fourier transform)變換,得到的是輸入信號(hào)和本地信號(hào)的互相關(guān)結(jié)果,最后將得到的這4路相關(guān)結(jié)果進(jìn)行平方再累加,得到非相干聯(lián)合捕獲的捕獲判決量,在該判決量中尋找最大相關(guān)值所對(duì)應(yīng)的載波頻率和碼相位,即為捕獲結(jié)果。

    注:FFT為快速傅里葉變換,IFFT為快速傅里葉逆變換

    3 聯(lián)合捕獲性能分析

    捕獲的性能包括檢測(cè)概率、運(yùn)算復(fù)雜度、虛警概率等,本文主要從檢測(cè)概率和運(yùn)算復(fù)雜度來分析聯(lián)合捕獲的性能。

    3.1 單次檢測(cè)概率

    捕獲概率是評(píng)判捕獲性能好壞的重要指標(biāo)之一,在先驗(yàn)概率未知的情況下,通過基于假設(shè)檢驗(yàn)理論對(duì)隨機(jī)信號(hào)進(jìn)行非線性的最優(yōu)化處理。理想檢測(cè)能力是指在相干條件下,為達(dá)到規(guī)定的檢測(cè)性能所需的輸入載噪比[11]。通過計(jì)算理想情況下載噪比與檢測(cè)概率的關(guān)系是評(píng)判不同捕獲方法的性能重要指標(biāo)之一。采用非相干聯(lián)合捕獲,將假設(shè)條件H1條件下判決通過門限Thr的概率稱為檢測(cè)概率[11-12],相應(yīng)地將H0情況下判決變量通過門限Thr的概率為虛警概率,H1條件下服從均值不為0的萊斯分布,H0條件下服從均值為0的瑞利分布。針對(duì)MBOC信號(hào),其檢測(cè)概率都可以由式(11)表示[12]:

    (12)

    從圖7我們可以看出,在檢測(cè)概率上,MBOC信號(hào)聯(lián)合捕獲的捕獲靈敏度均優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲。將檢測(cè)概率設(shè)置為0.95,Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲的輸入信號(hào)載噪比是40 dB-Hz,GPS L1C和北斗B1C的聯(lián)合捕獲輸入信號(hào)載噪比是42 dB-Hz,傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲的輸入信號(hào)載噪比是43 dB-Hz;這說明在捕獲靈敏度上,與傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲相比, Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲能夠提高3 dB-Hz,GPS L1C和北斗B1C能夠提高1 dB-Hz。

    圖7 MBOC信號(hào)聯(lián)合捕獲檢測(cè)概率與載噪比關(guān)系圖

    3.2 運(yùn)算復(fù)雜度分析

    運(yùn)算復(fù)雜度是捕獲性能的重要指標(biāo)之一,該指標(biāo)直接關(guān)系到捕獲過程所消耗的時(shí)間。對(duì)比北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS的捕獲運(yùn)算復(fù)雜度可知,設(shè)置試驗(yàn)所用的數(shù)據(jù)條件如下:采樣率為250 MHz,中頻為62.5 MHz,令其讀取信號(hào)長(zhǎng)度為M,所讀取的信號(hào)采樣后的點(diǎn)數(shù)為N,搜索步進(jìn)為Δω,多普勒搜索頻點(diǎn)數(shù)為f;對(duì)于三種捕獲方法,其多普勒搜索范圍都是±5 kHz,搜索步徑都是Δω=50 Hz,多普勒搜索頻點(diǎn)數(shù)都是f=201。

    在FFT時(shí)所消耗的運(yùn)算量都是NlogN,在IFFT是所消耗的運(yùn)算量也是NlogN[13];再加上頻率井搜索時(shí)所消費(fèi)的運(yùn)算量,傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲法總的運(yùn)算量是fN+2fNlogN[13]。采用聯(lián)合捕獲方法,其運(yùn)算量是傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲法的兩倍,即2×(fN+2fNlogN)。

    對(duì)于北斗B1C信號(hào),采用傳統(tǒng)的導(dǎo)頻捕獲方法,預(yù)檢積分時(shí)間為M=10 ms,N為2 500 000點(diǎn);由于GPS L1C信號(hào)的預(yù)檢積分時(shí)間與北斗B1C一樣,因此GPS L1C的傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲和聯(lián)合捕獲法所耗費(fèi)的運(yùn)算量都與北斗B1C相同。對(duì)于Galileo E1 OS信號(hào),采用傳統(tǒng)的導(dǎo)頻捕獲方法,預(yù)檢積分時(shí)間為M=4 ms,N為1 000 000點(diǎn)。

    表2 北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS信號(hào)捕獲運(yùn)算復(fù)雜度對(duì)比

    通過運(yùn)算量的對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn),北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲方法所耗費(fèi)運(yùn)算量都是傳統(tǒng)方法的兩倍。相比于北斗B1C和GPS L1C,Galileo E1 OS的捕獲運(yùn)算量較小,因?yàn)镚alileo E1 OS的積分時(shí)間為4 ms,北斗B1C和GPS L1C的積分時(shí)間為10 ms。

    4 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析

    本文采用中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心信號(hào)采集平臺(tái),采用全向天線采集GNSS數(shù)據(jù),圖8為數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)照片。

    圖8 GNSS數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

    實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的中頻是62.5 MHz,采樣率是250 MHz。采用北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)PRN=20的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和 Galileo系統(tǒng)PRN=30的衛(wèi)星數(shù)據(jù),因GPS系統(tǒng)的TMBOC信號(hào)尚未播發(fā),因此本文的實(shí)測(cè)信號(hào)只采集北斗B1C和Galileo E1 OS的數(shù)據(jù)。以下是傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲和聯(lián)合捕獲的結(jié)果,圖9和圖10表示的是表示碼片延遲量(以采樣點(diǎn)計(jì))與捕獲相關(guān)峰值的關(guān)系。

    圖9 北斗B1C非相干聯(lián)合捕獲結(jié)果

    圖10 Galileo E1 OS非相干聯(lián)合捕獲結(jié)果

    針對(duì)北斗B1C和Galileo E1 OS信號(hào),分別采集6組真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行聯(lián)合捕獲,捕獲結(jié)果分別表示于表3,4和圖11,12,13。捕獲結(jié)果用捕獲所得的最大相關(guān)峰和第二相關(guān)峰的比值,即峰峰比來衡量,第二相關(guān)峰是在最大相關(guān)峰錯(cuò)開兩個(gè)碼片后得到的,這保證了第二相關(guān)峰即為信號(hào)噪底的功率;表3中的碼相位表示捕獲到信號(hào)的碼相位(以采樣點(diǎn)計(jì)),其中采樣率為250 MHz,采樣點(diǎn)間隔為4 ns;表3中頻率井表示以62.5 MHz為中心頻點(diǎn),搜索步長(zhǎng)設(shè)置為50 Hz的頻率步進(jìn)。

    表3 北斗B1C非相干聯(lián)合捕獲結(jié)果統(tǒng)計(jì)

    圖11 北斗B1C導(dǎo)頻和聯(lián)合通道峰峰比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

    通過表3和圖11我們可以看出,6組北斗B1C的聯(lián)合捕獲結(jié)果中,所有聯(lián)合捕獲峰峰比均高于傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲,說明聯(lián)合捕獲確實(shí)能夠改善捕獲性能。捕獲結(jié)果顯示,導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)捕獲得到的頻率井都是一樣的,除了第4組數(shù)據(jù),其他5組數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)捕獲得到的碼相位差了一個(gè)采樣點(diǎn),這是由于通道不同而導(dǎo)致的。

    表4 Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲結(jié)果統(tǒng)計(jì)

    圖12 Galileo E1 OS導(dǎo)頻和聯(lián)合通道峰峰比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

    通過表4和圖12我們可以看出,6組Galileo E1 OS的聯(lián)合捕獲結(jié)果中,所有數(shù)據(jù)的聯(lián)合捕獲的峰峰比均明顯優(yōu)于導(dǎo)頻捕獲的峰峰比,且Galileo E1 OS的峰峰比改善均值是2.4 dB,北斗B1C是0.95 dB,這是Galileo E1 OS信號(hào)的導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)通道功率分別占50%,而北斗的B1C信號(hào)導(dǎo)頻通道功率占75%導(dǎo)致的。捕獲結(jié)果顯示,導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)捕獲得到的頻率井都是一樣的,除了第4組數(shù)據(jù),其他5組數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)捕獲得到的碼相位差了一個(gè)采樣點(diǎn),這是由于通道不同而導(dǎo)致的。

    前面分別分析了北斗B1C和Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲對(duì)峰峰比、碼相位和載波頻率井的影響。現(xiàn)在將對(duì)比北斗B1C和Galileo E1 OS的聯(lián)合捕獲峰峰比改善情況(以dB計(jì)),統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖13所示。

    通過圖13可知,從聯(lián)合捕獲峰峰比改善統(tǒng)計(jì)結(jié)果看:Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲峰峰比改善整體情況均優(yōu)于北斗B1C。通過計(jì)算可知:聯(lián)合捕獲峰峰比改善,Galileo E1 OS均值是2.4 dB,北斗B1C是0.95 dB,這與理論分析所得的Galileo E1 OS 為3 dB和北斗B1C是1 dB的理論值小,這是由于信號(hào)在傳輸過程中存在噪聲導(dǎo)致的。

    圖13 MBOC聯(lián)合捕獲峰峰比改善情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果

    5 結(jié)語(yǔ)

    北斗B1C,GPS L1C和Galileo E1 OS信號(hào)包含導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)兩個(gè)通道,聯(lián)合捕獲能夠充分利用兩個(gè)通道的能量提高捕獲性能。本文通過分析捕獲運(yùn)算量可知,MBOC的聯(lián)合捕獲方法所耗費(fèi)運(yùn)算量都是傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲的兩倍;通過分析聯(lián)合捕獲與傳統(tǒng)導(dǎo)頻捕獲的檢測(cè)概率,得出Galileo E1 OS聯(lián)合捕獲對(duì)捕獲靈敏度改善的理論值是3 dB,北斗B1C聯(lián)合捕獲對(duì)捕獲靈敏度改善的理論值是1 dB;通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到聯(lián)合捕獲改善的真實(shí)值Galileo E1 OS是2.4 dB,北斗B1C是0.95 dB,由于空間傳輸中噪聲存在,實(shí)際值比理論值小。聯(lián)合捕獲對(duì)捕獲靈敏的改善較為明顯,因此適用于對(duì)捕獲靈敏度要求較高且有較充足硬件資源的場(chǎng)景。

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