GNSS接收機(jī)快速捕獲算法研究.pdf

1、信號(hào)捕獲是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而快速捕獲性能是影響衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)定位速度的重要因素。本文針對(duì)提高衛(wèi)星信號(hào)捕獲速度的問(wèn)題，對(duì)衛(wèi)星中頻信號(hào)的進(jìn)行了分析，在對(duì)現(xiàn)行的衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了頻率重疊捕獲算法和改進(jìn)的時(shí)延相乘法，并進(jìn)行了相應(yīng)的算法仿真與性能分析。
　　本文首先對(duì)接收機(jī)的中頻信號(hào)進(jìn)行建模，分析了信號(hào)的特性，介紹了幾種衛(wèi)星信號(hào)捕獲算法的基本原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)捕獲性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：捕獲概率的定義與捕獲

2、算法計(jì)算量的統(tǒng)計(jì)以及它們的影響因素進(jìn)行了分析，為后續(xù)方法的介紹與性能評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。
　　然后本文提出了通過(guò)頻率重疊的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)快速捕獲的方法。根據(jù)相關(guān)函數(shù)的線性性質(zhì)，可以通過(guò)一次循環(huán)相關(guān)運(yùn)算對(duì)中頻信號(hào)在多個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行搜索，因此，減少了頻率搜索單元數(shù)目，實(shí)現(xiàn)了快速捕獲。文章對(duì)該方法的原理與步驟均進(jìn)行了分析，對(duì)不同頻率折疊次數(shù)下的捕獲結(jié)果進(jìn)行了仿真，并從捕獲概率與計(jì)算量的角度對(duì)捕獲性能進(jìn)行了評(píng)估，仿真結(jié)果表明通過(guò)頻率折疊的途徑可以在保

3、證不明顯降低捕獲概率的前提下，極大的減小捕獲的計(jì)算量。
　　最后，文章提出了一種改進(jìn)的時(shí)延相乘法，通過(guò)中頻信號(hào)自相乘來(lái)消除中頻信號(hào)中的載波，將原本捕獲的二維搜索過(guò)程變成兩個(gè)一維搜索過(guò)程，從而極大的減小了捕獲所需的計(jì)算量。文章中對(duì)時(shí)延相乘法的原理進(jìn)行了推導(dǎo)，分析了信號(hào)自相乘后的相關(guān)特性與噪聲自相乘后的概率密度函數(shù)。然后，文章給出了該方法的實(shí)施步驟，并對(duì)相干累加中所要進(jìn)行的相位補(bǔ)償問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。最后，通過(guò)蒙特卡羅模擬方法來(lái)對(duì)捕