L/C双频段联合导航信号中通用调制方案研究

为缓解L频段卫星导航信号日趋拥挤的问题,国际电联(ITU)将5 010~5 030 MHz的C频段分配给导航业务,客观上使L与C频段联合导航成为可能。调制方案是导航信号体制设计中的关键环节,设计一种能满足各波段要求的通用调制方案,可有助于降低多频终端的复杂度,加快多波段联合导航的实用化进程。本文针对北斗(BDS)B3信号的频点分布,设计一种L和C频段的双频组合模型,提出将连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)作为上述频段的通用调制方案。仿真结果表明:相比于现有调制方案,CPM具有较高的频谱利用率,在码跟踪精度、抗多径、兼容性方面有一定的优势,可满足C频段严格的兼容性约束条件,使各波段中通用信号设计成为可能,为未来北斗卫星导航信号调制方案的设计提供新思路和可行性论证。

北斗L/C双波段导航信号调制方式及性能评估

大间隔L/C双频段导航可显著提高定位精度和鲁棒性,将成为未来高精度卫星导航系统的发展趋势。为降低双频终端的复杂度,设计了一种通用调制方式,使其既满足L/C波段的频谱兼容性约束,又具有良好的导航性能。提出将正交频分复用-连续相位调制(OFDM-CPM)联合调制方式应用于L/C双波段导航。选取调制指数h=0.5、关联长度L与OFDM-CPM符号数一致的OFDM-CPM信号作为L/C双波段候选导航信号,设定双频频点,并对包括兼容性、码跟踪精度、抗多径干扰在内的基础导航性能指标进行评估。研究表明:在L波段,OFDM-CPM(15)具有优良的码跟踪性能和抗多径能力,且更易与其他候选信号共存;在C波段,OFDM-CPM(10)能很好兼顾C波段信号的带外约束性和导航性能要求,在码跟踪精度与抗多径干扰方面表现最佳,为未来北斗系统导航信号体制的设计提供一种选择。

基于平滑算法的惯导系统误差校正技术

惯性导航系统受初始误差的影响会产生周期性振荡以及发散误差。针对这一问题,提出了基于自适应衰减卡尔曼滤波及固定点平滑的估计算法,对系统初始误差进行估计,估计结果代入系统误差模型推导误差发散情况,以此对系统输出进行补偿。仿真结果表明,该算法可以有效抑制惯性导航系统输出误差的振荡及发散。