高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)擴(kuò)頻接收算法研究及總體實(shí)現(xiàn)方案.pdf

1、導(dǎo)航GPS接收機(jī)擴(kuò)頻接收算法的關(guān)鍵技術(shù)主要有五項(xiàng)，依次為GOLD碼捕獲技術(shù)、GOLD碼跟蹤技術(shù)、載波跟蹤技術(shù)、位同步技術(shù)和幀同步技術(shù)。其中，信號(hào)的捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤是GPS接收機(jī)正常工作的基礎(chǔ)。不同場(chǎng)合GPS應(yīng)用的不同，除了體現(xiàn)在應(yīng)用處理模塊的算法上有所不同外，主要區(qū)別在于GPS信號(hào)的捕獲與跟蹤方面的性能要求。所以可以說GPS信號(hào)的捕獲和跟蹤技術(shù)是GPS接收機(jī)的核心技術(shù)。因此，GPS接收機(jī)中的碼捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤技術(shù)是高動(dòng)態(tài)GP

2、S接收機(jī)研究的重點(diǎn)，也是研究的熱點(diǎn)，高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)與普通GPS接收機(jī)的區(qū)別也在于此。由于此技術(shù)對(duì)于各種擴(kuò)頻接收機(jī)都有借鑒意義，所以有重要的研究?jī)r(jià)值。 課題針對(duì)GPS信號(hào)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境中的特點(diǎn)，研究了應(yīng)用于高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的擴(kuò)頻接收算法，包括GPS信號(hào)的碼捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤、Costas環(huán)解調(diào)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，提出了一套實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)下GPS信號(hào)接收的算法方案。在碼捕獲方面，對(duì)適應(yīng)于高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的多種碼捕獲算法進(jìn)行了探究和比較

3、，提出了試用于GPS碼捕獲中的序列估計(jì)算法，對(duì)FFT算法在高動(dòng)態(tài)GPS碼捕獲中的性能進(jìn)行了深入的研究，對(duì)多種方法的各自優(yōu)劣進(jìn)行了探討，并建立仿真模型進(jìn)行了驗(yàn)證，最后選用FFT捕獲法作為理想的GPS碼捕獲算法；在碼跟蹤方面，針對(duì)高動(dòng)態(tài)的環(huán)境，選用能分離載波的超前滯后碼跟蹤環(huán)做為GPS信號(hào)碼跟蹤環(huán)路并分析了其工作機(jī)理及在GPS接收中的具體應(yīng)用，學(xué)習(xí)使用了Matlab建立了比較復(fù)雜的系統(tǒng)模型，模擬GPS信號(hào)環(huán)境，進(jìn)行了深入的碼環(huán)性能研究，得到

4、載噪比、環(huán)路帶寬參數(shù)設(shè)置和碼片跟蹤誤差的關(guān)系；在載波跟蹤方面，采用CPAFC算法實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)載波跟蹤環(huán)節(jié)，建立了Matlab仿真模型，模擬高動(dòng)態(tài)的載波環(huán)境，得到了不同的環(huán)路帶寬下，載噪比與頻率跟蹤誤差的關(guān)系，以上對(duì)實(shí)際的GPS接收機(jī)參數(shù)設(shè)置有參考價(jià)值；使用Matlab和Xilinx輔助工具建立了Costas環(huán)路仿真模型，進(jìn)行了功能驗(yàn)證。最后經(jīng)過綜合的凋研，提出了一套與擴(kuò)頻算法相適應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)際條件，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。