GPS接收機(jī)弱信號快速啟動技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、全球定位系統(tǒng)(GPS)，是目前應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。不斷增長的導(dǎo)航定位服務(wù)的要求，對民用GPS接收機(jī)在一些弱信號環(huán)境下的工作提出了迫切的需求。在弱信號環(huán)境下，捕獲以及星歷解析需要較長的時間，嚴(yán)重制約了TIFF(首次定位時間)，影響了GPS接收機(jī)的啟動時間。
　　 本文重點(diǎn)研究了GPS接收機(jī)基于GPS衛(wèi)星星歷擴(kuò)展算法的快速啟動技術(shù)。首先介紹了GPS接收機(jī)的基本架構(gòu)和常用的捕獲算法。然后通過分析影響捕獲性能的因素

2、概括出加快捕獲速度的方式，制定了弱信號環(huán)境下的捕獲策略。接著討論了星歷擴(kuò)展算法，該算法以GPS衛(wèi)星軌道運(yùn)動模型為基礎(chǔ)，通過對衛(wèi)星開普勒軌道根數(shù)和攝動力的預(yù)測，確定衛(wèi)星的空間位置。論文中給出了算法的實(shí)現(xiàn)過程，采用最小二乘法，利用過往的TUMA(歷書)數(shù)據(jù)和IGS(精密星歷)數(shù)據(jù)，對星歷擴(kuò)展算法的系數(shù)進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星星歷的預(yù)測。接收機(jī)利用預(yù)測星歷，可以加快捕獲速度，在找到導(dǎo)航幀頭后即可進(jìn)入定位解算，不必等待星歷解析，實(shí)現(xiàn)快速啟動。論文通

3、過算法仿真，確定了預(yù)測的誤差范圍，并將星歷預(yù)測算法應(yīng)用到GPSSEU接收機(jī)(東南大學(xué)國家集成電路中心自主研發(fā)的GPS接收機(jī))中。
　　 論文完成了GPSSEU接收機(jī)在無輔助和擴(kuò)展星歷輔助情況下的捕獲性能和TTFF的對比測試。在擴(kuò)展星歷輔助下，GPSSEU接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在弱信號環(huán)境下的快速捕獲，捕獲靈敏度可達(dá)-146dBm；同時在冷啟動、弱信號情況下，TTFF時間人幅縮短至15秒，比無輔助強(qiáng)信號情況下啟動時間縮短了56％，實(shí)現(xiàn)了快