北斗反射信號軟件接收機的研究.pdf

1、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System）能為用戶提供定位、導航和精確授時功能，除此之外還提供了高穩(wěn)定的電磁輻射信號?；谌驅Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號的GNSS-R（GNSS-Reflection）技術具有成本低、覆蓋寬、全天候、全天時等特點，成為了一個全世界研究的新焦點，可廣泛應用于海面風場反演、海面高度測量、海面有效波高測量、土壤濕度測量、海冰測量和目標成像等多個領域。GNSS-R技術的迅速

2、發(fā)展和應用領域的不斷擴展對GNSS反射信號接收處理方法和相關的接收處理設備提出了新的需求?；诖吮尘埃疚膹暮Ｃ骘L場測量、海面高度測量和有效波高測量三種典型應用出發(fā)，分析了參數(shù)反演的基本原理、信號處理需求及相應的信號參數(shù)提取方法，并給出了可面向多種應用的GNSS反射信號接收處理平臺的設計方案。本文對GNSS（Global Navigation Satellite System）反射信號軟件接收機和硬件接收機進行了對比分析，給出了北斗反射

3、信號軟件接收機的結構及模塊，包括接收直射和反射信號的天線、四通道射頻前端、采樣量化變換器和數(shù)據(jù)處理工作站，并對原始信號接收、數(shù)據(jù)處理原理進行介紹。重點介紹了北斗軟件接收機信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法及信號處理流程，給出了捕獲及跟蹤兩大主要模塊的詳細流程圖及處理方法。最后進行了海面測高的岸基試驗，通過與實際海面高度的對比驗證了軟件接收機系統(tǒng)的實用性。
　　傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作站中央處理器（CPU）上串行實現(xiàn)北斗導航衛(wèi)星反射信號捕獲算法相當消

4、耗資源和時間，為了改善這一劣勢，提高導航衛(wèi)星的捕獲速度，利用圖形處理器（GPU）的特點設計兩種并行捕獲算法，并加以實驗驗證，GPU具有強并行處理能力的。利用GPGPU的通用計算方案，結合并行碼相位搜索捕獲算法，通過對北斗導航衛(wèi)星星座中各個衛(wèi)星的強信號進行多通道、多頻點的并行捕獲；同時使用非相關積分法對弱信號進行捕獲，對單顆北斗導航衛(wèi)星多時段、多頻點的并行搜索后，得到的有效衛(wèi)星再使用串行處理來完成并行捕獲。實驗中，利用GPU并行捕獲算法的