### 高级全球导航卫星接收器设计：博士论文概述
#### 摘要与背景介绍
本篇博士论文由保罗·布伦特撰写，旨在深入探讨全球导航卫星系统（GNSS）中的高级接收器设计问题。该研究在英国萨里大学的萨里太空中心进行，学术指导为史蒂芬·霍德加特博士，工业指导为马丁·昂温博士。撰写时间正值全球导航卫星系统的快速发展期，包括美国GPS系统的现代化改造以及欧洲伽利略系统的引入。这些系统采用了全新的信号结构和技术，特别是二进制偏移载波（Binary Offset Carrier, BOC）调制技术。
#### 新型调制技术——BOC
BOC是一种创新的调制方法，它与传统调制方式不同，在提供一定优势的同时也带来了多峰值相关函数的问题。这种特性使得信号跟踪变得复杂且不稳定，可能导致接收器出现所谓的“峰跳”现象，即在多个峰值间跳动，从而影响定位精度。当前已知的接收器或接收原理大多无法有效应对这一挑战，要么无法确保可靠跟踪，要么通过牺牲精度来消除多峰值。
#### 解决方案及发明
在此背景下，作者与其指导教师霍德加特博士共同研发了一种全新的接收器设计方案，能够彻底解决跟踪BOC信号的问题。这种方法消除了多峰值带来的影响，并保持了潜在的高精度。论文详细介绍了这项发明的核心思想、工作原理以及初步实验结果。
#### 设计与实施
本研究与萨里卫星技术有限公司（SSTL）合作进行，后者在项目初期成功获得了设计并制造伽利略信号测试卫星（Giove-A）的合同。研究团队不仅参与了该卫星上伽利略信号发生器的设计与制造，还基于SSTL现有的设计基础，开发了相应的接收器用于监测地面模拟信号以及卫星发射后的实际信号传输情况。这些接收器设计旨在成为未来伽利略系统核心组件的一部分。
#### 技术细节与贡献
##### BOC信号处理技术
- **核心算法**：针对BOC信号的特点，开发了一套独特的信号处理算法，能够有效地抑制多峰值干扰，实现稳定跟踪。
- **抗干扰能力**：通过对信号处理流程的优化，提高了接收器在复杂电磁环境下的抗干扰能力。
- **精度提升**：通过消除多峰值效应，确保了接收器能够以更高的精度捕获和跟踪卫星信号。
##### 接收器设计
- **硬件架构**：提出了新的硬件设计方案，支持高性能信号处理和低功耗运行。
- **软件算法**：开发了一系列先进的软件算法，用以提高信号解码效率和准确性。
- **系统集成**：将硬件和软件模块高效集成，形成了完整的接收器系统。
##### 实验验证
- **仿真测试**：通过仿真环境对新设计进行了全面测试，验证了其在理论上的可行性和优越性。
- **现场测试**：利用Giove-A卫星发射的机会，在真实环境中进行了现场测试，进一步验证了设计的有效性和实用性。
#### 结论与展望
保罗·布伦特的这项研究成果不仅解决了BOC信号跟踪的关键技术难题，还为全球导航卫星系统的发展提供了有力支持。随着GPS现代化和伽利略系统的推进，该研究成果有望在未来的导航技术领域发挥重要作用。此外，论文中的创新设计理念和方法也为后续研究者提供了宝贵的参考和启示。
