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美国全球定位系统(Global Positioning System, GPS)的建成给世界的导航、定位与授时技术带来了巨大变革,俄罗斯,欧洲,中国也相继发展各自独立的L频段全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)。与L频段GNSS信号相比,C频段信号具有抗电离层影响和抗多路径性能好的优点,能够为对信号质量要求高的航空、金融和电力等国家重要部门和行业提供更加安全的服务性能,而S频段导航服务易与该频段上其它移动和无线服务融合的优势同样引起了各国对S频段GNSS的开发和建设,未来C、S频段上多个导航卫星系统信号共存同样不容忽视,各频段上射频信号干扰不可避免,因此开展多频段GNSS信号的兼容性技术研究对于L、C、S频段导航卫星系统建设与发展意义重大。本文以863主题项目课题“GNSS兼容互用技术及新型信号体制研究”和专项课题“GNSS L/S/C频段兼容性分析研究”的研究内容为基础,对L、C、S频段GNSS信号的兼容性进行全面理论分析和仿真验证,并完善GNSS信号与带外射频信号的兼容性分析技术,深入研究GNSS信号信号调制和扩频码的设计技术,分析调制信号对兼容性的影响,并提出扩频码的设计新方法和扩频码兼容性分析概念。本文研究内容主要分为以下4个方面:(1)全面分析GNSS信号兼容评估的模型和方法,分别构建基于频谱分离系数(Spectral Sepration Coefficient,SSC)和码跟踪谱灵敏度系数(Code TrackingSpctral Sensitivity Coefficient,CT_SSC)的兼容评估模型,确立有效载噪比衰减作为L、C、S频段GNSS信号兼容评估的通用方法,仿真计算各频段兼容性,并对结果进行评估。(2)分析L、C、S频段GNSS信号和相邻射频信号的干扰特征,确定干扰评估的模型和方法,并进行干扰评估,包括L频段GNSS信号和射电天文(RadioAstronomy,RA)的干扰评估;C频段GNSS信号和RA,以及微波着陆系统(Micowave Landing System,MLS)的干扰评估;S频段GNSS信号和Globalstar系统,固定业务(Fixed Service,FS),以及全球微波互联接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access,WiMAX)的干扰评估。(3)分析GNSS信号的波形调制,提出C频段采用最小频移键控及二进制编码符号(Minimum Shift Keying-Binary Code Symbol,MSK-BCS)调制波形的兼容性优于传统导航信号调制波形,而S频段采用一般二进制偏移载波调制(Generalised Binary Offset Carrier,GBOC)调制波形时,兼容性能也有所改善。(4)基于Weil序列生成与GPS L1C信号的扩频码奇偶自互相关性能相当的10230长度扩频码序列,提出一种新型扩频码生成方法,并通过优化算法获得100组优良性能的长度为4092的扩频码;针对L频段GNSS信号中心频点重叠严重问题,以扩频码的相关特性为基础提出GNSS信号扩频码兼容评估概念,给出评估参数,建立扩频码兼容分析的数学模型和接收机模型,并对GNSS信号的扩频码进行兼容评估。本文研究的创新点主要体现在以下方面:(1)采用通用评估方法,对L、C、S频段GNSS系统内和系统间信号进行兼容评估;对L、C、S频段GNSS信号与所有相邻频段射频信号进行干扰评估。(2)采用GNSS信号新型调制波形MSK-BCS和GBOC分析其在C频段和S频段的兼容性能表现,结果表明兼容性能有较大改善。(3)提出一种新的扩频码生成方法,利用扩频码优化快速算法,得到100组长度为4092的扩频码,其自相关性能明显优于同长度的Galileo E1OS信号扩频码,互相关性能与之相当;提出扩频码兼容评估概念,使得兼容评估结果更加全面完善。