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《軟件gps接收機(jī)的捕獲及跟蹤算法研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要由于具有良好的移植性及可擴(kuò)展性,軟件GPS接收機(jī)逐漸成為當(dāng)今一個研究熱點(diǎn)。GPS衛(wèi)星星座的更新以及一些新的發(fā)射信號的應(yīng)用,都要求GPS接收機(jī)能有效地適應(yīng)新的改變。而軟件GPS接收機(jī)具有可編程及可移植性特點(diǎn),可以改變其算法實(shí)現(xiàn)新信號的處理,而且它還可以從內(nèi)部揭示接收機(jī)的構(gòu)造及工作原理,為廣大學(xué)習(xí)者或研究人員提供一個理解其內(nèi)部原理的平臺,具有很好的研究意義。本文首先詳細(xì)闡述了C/A碼的產(chǎn)生、特點(diǎn)以及衛(wèi)星多普勒頻率,根據(jù)GPS衛(wèi)星星座的相關(guān)信息,給出了GPS系統(tǒng)應(yīng)用中多普勒頻率的范圍值。然后,重點(diǎn)分析了衛(wèi)星信號的捕獲過程,包括一般時域相關(guān)捕獲算法、FFT捕獲、圓周相關(guān)捕獲及BASS(Bl
2、ockAdjustmentofSynchronizingSignal)捕獲算法等,給出了各種算法的實(shí)現(xiàn)過程。隨后在GPS接收機(jī)的跟蹤過程中,用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)信號的跟蹤。這部分詳細(xì)解釋了鎖相環(huán)的工作原理,著重介紹了GPS接收機(jī)中經(jīng)常用到的二階鎖相環(huán)。并給出了用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)信號跟蹤的過程。另外,給出了BASS的跟蹤方法。最后,編寫軟件,采用圓周相關(guān)捕獲、科斯塔環(huán)跟蹤成功解調(diào)出了導(dǎo)航數(shù)據(jù),并最終解算出了數(shù)據(jù)采集位置的坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)了GPS接收機(jī)的完整的功能。另外,程序?qū)崿F(xiàn)了BASS方法的捕獲。采用真實(shí)數(shù)據(jù),對比了圓周相關(guān)捕獲和BASS捕獲的捕獲時間及所得載波的頻率值。通過比較,兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)信號的
3、捕獲,相比而言,BASS捕獲所用時間比圓周相關(guān)所用時間短,且BASS捕獲得到的載波頻率值比圓周相關(guān)得到的略精確,這個精確的頻率值會加快后面跟蹤過程的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞:GPS,軟件接收機(jī),傅立葉變換,捕獲,跟蹤,鎖相環(huán)ABSTRACTThesoftwareGPSreceiverhasattractedmoreandmoreattentionsbecauseofitsgoodtansplantingandexpansibleability.WiththeupdateoftheGPSsatellitesandthenewcomingsignals,GPSreceiversneedtobechan
4、gedtoadapttothesenewthings.SoftwareGPSreceiverscandealwiththeseproblemseasilybychangingsomealgorithm.Also,softwareGPSreceiversCanprovideaplatformtostudythes協(xié)lctllreandprincipleoftheGPSreceiver,whichisofmuchuseforstudentsandresearchersofGPS.Firstly,thepaperintroducedthegenerationandcharacteristic
5、oftheC/Acode,explainedtheDopplerfrequency,andtheDopplerrangeduringtheGPSpositioning.ThisDopplerrangeisalsothesearchingboundofthesingalacquisition.Secondly,severalacquisitionalgorithms,includinglime—domaincorrelation,FFTacquisition,circularcorrelationandBASSacquisitionWereintroduced.Thenthetracki
6、ngmodeisintroduced.ThefundamentalstructureandprincipleofthephaselockloopWasdiscussedfirst,andsomeimportantparametersWeregiven.TheseparametersWerequiteimportant,whichdecidedthecapabilityoftheloopandthetrackingperformanceoftheGPSsignalprocess.ThetrackingprocessbyphaselockloopandtheBASSapproachWere
7、alsepresentedinthispaper.Finally,onthebasisofthesoftware,thepaperdemodulatedthenavigationdatasuccessfully,andcaculatedthepositionwherethedatawascollected.Inaddition,thepapercomparedthecircularcorrelationandtheBASSalgorithmsa