高動態(tài)GPS接收機擴頻接收算法研究及總體實現(xiàn)方案.pdf

1、導航GPS接收機擴頻接收算法的關(guān)鍵技術(shù)主要有五項，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，信號的捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤是GPS接收機正常工作的基礎。不同場合GPS應用的不同，除了體現(xiàn)在應用處理模塊的算法上有所不同外，主要區(qū)別在于GPS信號的捕獲與跟蹤方面的性能要求。所以可以說GPS信號的捕獲和跟蹤技術(shù)是GPS接收機的核心技術(shù)。因此，GPS接收機中的碼捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤技術(shù)是高動態(tài)GP

2、S接收機研究的重點，也是研究的熱點，高動態(tài)GPS接收機與普通GPS接收機的區(qū)別也在于此。由于此技術(shù)對于各種擴頻接收機都有借鑒意義，所以有重要的研究價值。 課題針對GPS信號在高動態(tài)環(huán)境中的特點，研究了應用于高動態(tài)GPS接收機的擴頻接收算法，包括GPS信號的碼捕獲、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)，提出了一套實現(xiàn)高動態(tài)下GPS信號接收的算法方案。在碼捕獲方面，對適應于高動態(tài)環(huán)境下的多種碼捕獲算法進行了探究和比較

3、，提出了試用于GPS碼捕獲中的序列估計算法，對FFT算法在高動態(tài)GPS碼捕獲中的性能進行了深入的研究，對多種方法的各自優(yōu)劣進行了探討，并建立仿真模型進行了驗證，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，針對高動態(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信號碼跟蹤環(huán)路并分析了其工作機理及在GPS接收中的具體應用，學習使用了Matlab建立了比較復雜的系統(tǒng)模型，模擬GPS信號環(huán)境，進行了深入的碼環(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算法實現(xiàn)GPS信號載波跟蹤環(huán)節(jié)，建立了Matlab仿真模型，模擬高動態(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，以上對實際的GPS接收機參數(shù)設置有參考價值；使用Matlab和Xilinx輔助工具建立了Costas環(huán)路仿真模型，進行了功能驗證。最后經(jīng)過綜合的凋研，提出了一套與擴頻算法相適應的硬件設計方案，并根據(jù)現(xiàn)有的實際條件，進行了相關(guān)實驗。