全球卫星导航系统信号体制设计中的兼容问题研究

如何设计有竞争力且满足兼容要求的信号体制结构，是北斗全球卫星导航系统目前亟待解决的关键难题。有鉴于此，本项目围绕以下三个方面展开:(1)完善无线频率兼容评估参数。目前采用的码跟踪谱灵敏系数和码跟踪误差标准差，不能全面反映信号间干扰对码跟踪性能的影响。项目组创新性提出用码跟踪误差增量作为评估GNSS系统内干扰和系统间干扰对码跟踪性能影响程度的评估参数。(2)提炼改善信号兼容性的关键参数。导航信号各基本参数在干扰中的表现形式和重要程度不同。理论推导和实验仿真分析的结果表明- - 信号功率谱、中心频率和接收功率是减小GNSS信号间干扰的三个关键参数。(3)总结关键参数设计的一般规律原则。从信号功率谱、中心频率和接收功率与无线频率兼容评估参数的关系，总结信号参数设计的理论依据和经验依据，达到优化信号设计全过程的目的。本项目将为北斗设计满足兼容要求的信号提供坚实理论依据和可供参考的仿真结果。

在三年研究期间，项目组成员围绕全球卫星导航系统信号体制设计中的兼容问题进行研究，在完善无线频率兼容评估参数、导航信号基本参数对信号兼容的贡献、兼容信号设计的一般规律原则、多径信号抑制方法和非白噪声干扰处理新方法等方面，取得了一些研究成果：.1）完善无线频率兼容评估参数。.提出用码跟踪误差增量作为评估GNSS 系统内干扰和系统间干扰对码跟踪性能影响程度的评估参数。通常，噪声引起的码跟踪误差比系统内干扰或系统间干扰引起的码跟踪误差要大得多，为了更好反映系统内干扰或系统间干扰造成码跟踪误差增加的那部分，我们提出码跟踪误差增量的概念。码跟踪误差增量的定义基于码跟踪误差方差提出来。这部分正在整理中，准备投刊。.2）提炼改善信号兼容性的关键参数。.从信号结构考虑，改善GNSS 信号兼容性的关键参数是信号功率谱。码速率和码片脉冲形状决定功率谱包络，码型、码长和数据速率对功率谱的影响体现在局部起伏特征上。设计时通过调整这些参数得到适当的谱形状以减小信号间干扰，减小互调和高功率放大器的非线性作用。.3）分析 GNSS 信号之间的兼容。.分析仿真了GPS、COMPASS和GALILEO系统的系统内干扰及系统间干扰。.4）研究BOC信号的无模糊接收处理方法。.5）基于Matlab开发了一套《GNSS无线频率兼容性仿真分析与评估平台》软件平台。该平台可用于仿真导航信号参数与干扰系数、码跟踪干扰系数的关系，以及GPS、COMPASS和GALILEO系统的系统内干扰及系统间干扰。