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低轨卫星导航SNAP信号间歇跟踪算法及性能分析

刘吉洋 唐小妹 袁木子 王飞雪

刘吉洋, 唐小妹, 袁木子, 王飞雪. 低轨卫星导航SNAP信号间歇跟踪算法及性能分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(5): 15-20. doi: 10.12265/j.gnss.2023126
引用本文: 刘吉洋, 唐小妹, 袁木子, 王飞雪. 低轨卫星导航SNAP信号间歇跟踪算法及性能分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(5): 15-20. doi: 10.12265/j.gnss.2023126
LIU Jiyang, TANG Xiaomei, YUAN Muzi, WANG Feixue. Intermittent tracking algorithm and performance analysis of low earth orbit satellite navigation SNAP signals[J]. GNSS World of China, 2023, 48(5): 15-20. doi: 10.12265/j.gnss.2023126
Citation: LIU Jiyang, TANG Xiaomei, YUAN Muzi, WANG Feixue. Intermittent tracking algorithm and performance analysis of low earth orbit satellite navigation SNAP signals[J]. GNSS World of China, 2023, 48(5): 15-20. doi: 10.12265/j.gnss.2023126

低轨卫星导航SNAP信号间歇跟踪算法及性能分析

doi: 10.12265/j.gnss.2023126
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (U20A0193)
详细信息
    作者简介:

    刘吉洋:(2001—),男,硕士,研究方向为卫星导航信号处理技术和接收机设计

    唐小妹:(1982—),女,博士,研究员,研究方向为卫星导航信号处理技术和接收机设计

    袁木子:(1993—),男,博士,研究方向为导航信号认证、可信卫星导航

    王飞雪:(1971—),男,博士,教授,研究方向为星基导航与定位技术

    通讯作者:

    唐小妹 E-mail: txm_nnc@126.com

  • 中图分类号: P228.4

Intermittent tracking algorithm and performance analysis of low earth orbit satellite navigation SNAP signals

  • 摘要: 随着卫星导航系统的快速发展,基于低地球轨道(low earth orbit, LEO)卫星的高精度可信导航已成为当前研究的热点. 然而,LEO卫星导航的安全可信问题一直阻碍其大规模应用,基于扩频码和导航电文(spreading code and navigation data based authentication proposal, SNAP)认证方案在解决上述问题中展现了良好势头. 本文的重点是解决SNAP信号的间歇跟踪算法及性能分析,并得到跟踪误差的解析表达式. 研究结果表明:由于间歇跟踪导致的误差累积服从高斯分布,其均值与多普勒频移变化率成正比,均方差可等价于载噪比(carrie noise ratio, CNR)的损失,相较载波环,码环受多普勒的影响较小. 本文的研究结果为间歇跟踪结构下接收机系统参数设计提供重要理论参考.

     

  • 图  1  中低轨卫星多普勒频移对比

    图  2  中低轨卫星多普勒频移变化率对比图

    图  3  时分复用示意图

    图  4  跟踪环路结构图

    图  5  载波环性能损失

    图  6  码环性能损失

    表  1  仿真参数

    场景 参数
    LEO卫星高度 (1.0~2.0)×103 km
    MEO卫星高度 (1.5~2.5)×104 km
    地球半径 6400 km
    地球质量 6×1024 kg
    观测间隔 1 ms
    下载: 导出CSV

    表  2  仿真参数

    参数
    扩频码 P 码
    码速率 2.046 MHz
    $ c\left( {{t_1}} \right) $码长度 2046 chips
    $ c\left( {{t_2}} \right) $码长度 2046 chips
    采样率 7.5 MHz
    载波频率 1575.43 MHz
    初始CNR 45 dB·Hz
    码噪声带宽 1 Hz
    载波噪声带宽 15 Hz
    时分复用周期 1:1 ms
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-25
  • 网络出版日期:  2023-10-19

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