無線電導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收技術(shù)
定 價(jià)：26 元
- 作者：沈鋒 著
- 出版時(shí)間：2010/1/1
- ISBN：9787118065282
- 出 版 社：國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN961
- 頁碼：155
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《無線電導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收技術(shù)》圍繞擴(kuò)頻導(dǎo)航微弱信號(hào)同步理論與觀測(cè)量提取等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了全面深入的研究，重點(diǎn)研究了信號(hào)捕獲、信號(hào)跟蹤、觀測(cè)量提取、天波干擾消除和非高斯干擾抑制等技術(shù)。海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)屬于陸基無線電導(dǎo)航，系統(tǒng)工作在中短波頻段，采用擴(kuò)頻體制，利用直達(dá)波的傳播延遲進(jìn)行測(cè)距定位。
《無線電導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收技術(shù)》可作為導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制專業(yè)教學(xué)用書；也可供從事無線電導(dǎo)航、信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)等領(lǐng)域的專業(yè)人員和有關(guān)專業(yè)院校師生參考。
《無線電導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收技術(shù)》看點(diǎn)： 詳述擴(kuò)頻導(dǎo)航微弱信號(hào)同步理論； 嘗試解決觀測(cè)量提取關(guān)鍵技術(shù)； 重點(diǎn)研究了信號(hào)捕獲和信號(hào)跟蹤； 探討了天波干擾消除和非高斯干擾抑制等技術(shù)。
目前，世界各國在大力發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的同時(shí)，都在繼續(xù)發(fā)展陸基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。與衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)相比，陸基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)具有成本低、維修方便等特點(diǎn)，同時(shí)，各種先進(jìn)的技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于陸基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，以提高陸基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)的性能。
本書研究的海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)即為一種新型的陸基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其采用了先進(jìn)的擴(kuò)頻體制，主要應(yīng)用于海洋開發(fā)、船舶航行等領(lǐng)域，為載體提供高精度定位信息。系統(tǒng)工作在中短波頻段，存在著大氣噪聲、天波干擾、遠(yuǎn)近效應(yīng)等。本書集中討論了系統(tǒng)信號(hào)傳播特性與接收機(jī)信號(hào)同步方法，包括地波信號(hào)的捕獲、跟蹤，天地波的分離，非高斯干擾的抑制，觀測(cè)量的提取等，并給予了實(shí)現(xiàn)及試驗(yàn)驗(yàn)證。
作者用了七年的時(shí)間參與完成了海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)接收機(jī)基帶信號(hào)處理，特此將這些年研究成果著成本書與讀者共享。這里要特別感謝哈爾濱工程大學(xué)的孫楓教授、郝燕玲教授和徐定杰教授對(duì)本書的具體指導(dǎo)，感謝趙丕杰博士、郭少彬博士、劉洋博士對(duì)本書部分章節(jié)的著作提供的幫助，還要感謝課題組其他成員對(duì)本書所提供的幫助和支持。
由于作者的水平有限，本書難免存在一些缺點(diǎn)和不足之處，請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者
2009年8月
第1章 海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)概述
1.1 引言
1.2 系統(tǒng)工作原理
1.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方式
1.3.1 擴(kuò)頻技術(shù)的理論基礎(chǔ)
1.3.2 擴(kuò)頻的處理增益和抗干擾容限
1.3.3 擴(kuò)頻系統(tǒng)中的偽隨機(jī)碼
1.3.4 DS-BPSK調(diào)制技術(shù)
1.4 系統(tǒng)組成
1.4.1 岸基導(dǎo)航臺(tái)
1.4.2 導(dǎo)航接收機(jī)
1.5 本書內(nèi)容安排
參考文獻(xiàn)
第2章 信道特性
2.1 地波傳播特性
2.1.1 單一路徑條件下地波場強(qiáng)計(jì)算
2.1.2 混合路徑條件下地波場強(qiáng)計(jì)算
2.1.3 地波信號(hào)時(shí)延計(jì)算與分析
2.2 天波傳播特性
2.2.1 電離層的組成
2.2.2 天波場強(qiáng)計(jì)算與分析
2.2.3 天波時(shí)延計(jì)算與分析
2.3 大氣噪聲特性
2.3.1 大氣噪聲電平
2.3.2 大氣噪聲模型
2.4 干擾情況分析
參考文獻(xiàn)
第3章 地波信號(hào)捕獲技術(shù)
3.1 基于平方和檢測(cè)器的偽碼捕獲方法
3.1.1 捕獲結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型
3.1.2 捕獲性能分析
3.2 局部最佳檢壩4器原理
3.3 基于LOD的偽碼捕獲方法
3.3.1 觀測(cè)信號(hào)模型
3.3.2 基于LOD的偽碼捕獲結(jié)構(gòu)
3.3.3 性能仿真分析
3.3 未知噪聲模型下偽碼捕獲技術(shù)
3.3.1 未知噪聲的最大熵：PDF估計(jì)算法
3.3.2 基于分?jǐn)?shù)最大熵PDF估計(jì)的IOD捕獲結(jié)構(gòu)
3.3.3 性能仿真分析
3.4 信號(hào)捕獲策略
3.4.1 大步進(jìn)串行捕獲
3.4.2 捕獲判定策略
3.4.3 一種自適應(yīng)門限設(shè)計(jì)方法
參考文獻(xiàn)
第4章 信號(hào)跟蹤技術(shù)
4.1 偽碼跟蹤方法
4.1.1 全數(shù)字非相干DDI上
4.1.2 復(fù)雜信道下的偽碼跟蹤性能
4.1.3 一種多相關(guān)值定寬擬合抗干擾偽碼跟蹤方法
4.2 載波跟蹤技術(shù)
4.2.1 載波頻率跟蹤
4.2.2 載波相位跟蹤
4.2.3 動(dòng)態(tài)環(huán)境下載波跟蹤技術(shù)
4.2.4 信息解調(diào)技術(shù)
4.3 環(huán)路測(cè)量誤差
4.3.1 DDIL環(huán)測(cè)量誤差
4.3.2 FIL環(huán)測(cè)量誤差
4.3.3 PIL環(huán)測(cè)量誤差
4.4 最佳帶寬設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第5章 天波干擾抑制技術(shù)
5.1 天波信號(hào)的快速捕獲技術(shù)
5.1.1 迭代信息傳遞算法
5.1.2 基于IMPA算法的天波捕獲
5.1.3 性能仿真與分析
5.2 干擾消除技術(shù)
5.2.1 多用戶檢測(cè)技術(shù)
5.2.2 串行干擾抵消技術(shù)
5.2.3 串行干擾抵消數(shù)學(xué)模型
5.2.4 串行干擾抵消方案
5.2.5 串行干擾抵消性能分析
參考文獻(xiàn)
第6章 非高斯干擾抑制技術(shù)
6.1 引言
6.2 ADP干擾抑制技術(shù)
6.2.1 ADP干擾抑制結(jié)構(gòu)
6.2.2 性能仿真與分析
6.3 FADP干擾抑制技術(shù)
6.3.1 頻域幅值處理的具體結(jié)構(gòu)
6.3.2 性能仿真與分析
參考文獻(xiàn)
第7章 接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)
7.1 基帶信號(hào)處理總體結(jié)構(gòu)
7.2 FPGA電路設(shè)計(jì)
7.2.1 本地偽碼產(chǎn)生模塊
7.2.2 本地載波產(chǎn)生模塊
7.2.3 數(shù)據(jù)相關(guān)處理模塊
7.2.4 天波干擾抵消模塊
7.3 DSP軟件設(shè)計(jì)
7.3.1 信號(hào)同步軟件總體結(jié)構(gòu)
7.3.2 地波信號(hào)的捕獲
7.3.3 信號(hào)的跟蹤
7.3.4 天波干擾消除
7.4 觀測(cè)量提取技術(shù)
7.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析
7.5.1 地波信號(hào)的捕獲
7.5.2 地波信號(hào)的跟蹤
7.5.3 天波干擾的抑制
7.5.4 觀測(cè)量提取
7.5.5 接收機(jī)長時(shí)間航行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
附錄A
附錄B
附錄C
海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)工作在中短波頻段，利用地波進(jìn)行定位，在此頻段內(nèi)，大氣噪聲強(qiáng)，存在天波干擾、遠(yuǎn)近效應(yīng)、多徑效應(yīng)，信道特性復(fù)雜，對(duì)海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)微弱信號(hào)接收技術(shù)的研究，需要了解信號(hào)傳輸信道特性及工作區(qū)域內(nèi)存在的干擾及噪聲情況，在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)一步研究微弱信號(hào)接收技術(shù)。
2.1 地波傳播特性
海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)工作在中短波頻段，在這一頻段上，信號(hào)可由兩條路徑到達(dá)導(dǎo)航接收機(jī)：一種是沿地表傳播的表面波，另一種是電波以某一仰角射向電離層，經(jīng)過反射后到達(dá)接收機(jī)的空間波�？臻g波可以經(jīng)電離層一次反射到達(dá)接收機(jī)，也可以經(jīng)多次反射到達(dá)。由于在海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)中，主要依靠地波進(jìn)行精確定位。因此，地波信號(hào)的傳播特性是針對(duì)信道特性研究的重要理論基礎(chǔ)之一。
在地波信號(hào)傳輸過程中，影響其傳播的主要因素有兩點(diǎn)：一點(diǎn)是地波信號(hào)場強(qiáng)垂直分量；另一點(diǎn)是地波信號(hào)時(shí)延。地波信號(hào)場強(qiáng)是無線電導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，它決定了系統(tǒng)的工作范圍、接收機(jī)設(shè)計(jì)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍；而地波信號(hào)則時(shí)延決定了無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)之間的路徑傳播時(shí)延精度。因此，地波信號(hào)場強(qiáng)及時(shí)延的計(jì)算是整個(gè)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，采用正確的方法準(zhǔn)確估算出地波信號(hào)的場強(qiáng)及時(shí)延能夠有效的提高無線電導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)距及定位精度。
對(duì)于工作在中短波段的海洋無線電導(dǎo)航系統(tǒng)來說，其所處環(huán)境惡劣復(fù)雜，地波信號(hào)在傳播過程中不僅要沿光滑海平面、粗糙海平面?zhèn)鞑�，往往還要經(jīng)過不同的陸地、島嶼等。不同的傳播介質(zhì)，對(duì)場強(qiáng)水平分量的吸收程度也不相同。這就為地波信號(hào)場強(qiáng)的計(jì)算帶來了困難。從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，地波信號(hào)傳播介質(zhì)一般不唯一，因此混合路徑條件下地波場強(qiáng)的計(jì)算是無線電導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。相對(duì)而言，單一路徑條件下地波信號(hào)場強(qiáng)的計(jì)算是混合路徑條件下地波場強(qiáng)計(jì)算的基礎(chǔ)。因此，本小節(jié)將按照先單一路徑，后混合路徑的順序論述地波場強(qiáng)的計(jì)算方法，并給出仿真分析。
2.1.1 單一路徑條件下地波場強(qiáng)計(jì)算
就單一傳播路徑來說，采用的場強(qiáng)計(jì)算方法主要有兩種：一種是將傳播路徑等效成單一電導(dǎo)率的均勻光滑平面的方法，可以稱之為“等效電導(dǎo)率法”；另外一種則是本節(jié)將作重點(diǎn)闡述的以求取地波衰減因子為主要內(nèi)容的計(jì)算場強(qiáng)的方法。相對(duì)“等效電導(dǎo)率法”，本節(jié)介紹的方法具有思路明晰、精度高、特別適用于工程計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用。
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