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《GPS信號(hào)捕獲、跟蹤算法研究》由會(huì)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、電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文GPS信號(hào)捕獲、跟蹤算法研究姓名:雷蕾申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師:彭啟琮20100501摘要近年來,GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于軍事,測繪,船舶航空等專業(yè)領(lǐng)域,也開始進(jìn)入人民大眾的日常生活。不同的使用環(huán)境中,對(duì)GPS接收機(jī)性能的要求也存在差異??偟膩碚f,只有定位精確,使用方便,低成本的產(chǎn)品才能在民用市場中立足,所以越來越多的人開始GPS接收機(jī)的相關(guān)研究。GPS接收機(jī)中包含RF前端、信號(hào)捕獲、信號(hào)跟蹤、比特同步、子幀同步和導(dǎo)航解算等模塊。在GPS接收相
2、關(guān)技術(shù)中,GPS基帶信號(hào)的捕獲與跟蹤均為其核心技術(shù)。信號(hào)捕獲和跟蹤技術(shù)的速度、靈敏度直接決定了GPS接收機(jī)的性能。日益復(fù)雜的城市環(huán)境使GPS信號(hào)衰減嚴(yán)重,為了保證GPS接收機(jī)能處理微弱的信號(hào),必須研究更加簡單高效的信號(hào)捕獲和跟蹤技術(shù)。本文從GPS信號(hào)的仿真實(shí)現(xiàn)開始,對(duì)GPS信號(hào)的捕獲和跟蹤等各個(gè)階段的各類現(xiàn)有算法進(jìn)行了深入的分析評(píng)估。在GPS信號(hào)的產(chǎn)生階段,使用了基于NCO設(shè)計(jì)與查表法兩種GPS信號(hào)產(chǎn)生算法,并且以此作為參考,展開捕獲跟蹤各算法的研究。在GPS信號(hào)的捕獲階段,分別介紹并且仿真實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有的主流
3、捕獲算法,包括兩種時(shí)域捕獲算法和一種頻域捕獲算法。對(duì)其進(jìn)行性能比較評(píng)估后,提出了~種新的相干與非相干積分相結(jié)合的適用于微弱信號(hào)的捕獲算法。在GPS信號(hào)的跟蹤階段,同樣對(duì)現(xiàn)有的算法進(jìn)行了討論分析,并且提出了一種適用于高速狀態(tài)下的跟蹤算法。本文所提出算法均進(jìn)行了實(shí)際性能仿真,仿真結(jié)果表明,相干/非相干積分結(jié)合捕獲算法與現(xiàn)有算法相比,捕獲靈敏度能提高lOdB以上,能捕獲到33dB甚至更低的信號(hào)。鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)結(jié)合跟蹤算法在109的加速度下仍然能跟蹤到信號(hào)。關(guān)鍵詞:GPS信號(hào)仿真,捕獲,跟蹤,相干/非相干,PLL/
4、FLLABSTRACTAlthoughoriginallydevelopedforthemilitary,theGPS(GlobalPositioningSystem)hasproveninvaluableforamultitudeofcivilianapplications.EachapplicationdemandsspecificperformancefromtheGPSreceiver,andtheassociatedrequirementsoftenvarywidely.Thepursuitofm
5、arket-admittedGPSreceiverswithhighpreciseandlow—costmakemorepeopledoresearchonGPSreceivers.ThereceiverisconsistedofRFfront-end,signalacquisition,signaltracking,bitsynchronization,sub—framesynchronizationandthenavigationsolutionmodules.Signalacquisitionandt
6、rackingiscriticalforaGPSreceiver,formeirspeedandsensitivitydecidethereceiverperformance.SincetheabilityoftheGPSreceivertoworkunderweaksignalandvariousdynamicconditionsisrequirednowadays,signalacquisitionandtrackingalgorithmshouldbemodifiedforhidersensitivi
7、tyandlesscomplicated.Thepaperisorganizedasfollows.First,GPSsignalsimulation.GPSsignalissimulatedbyNCObasedalgorithmandlook一印tablemethod,whichCanbeusedinalgorithmverification.Second,signalacquisition.Anewacquisitionalgorithmwithhighsensitivitybasedonthecomb
8、inationofcoherentandnon—coherentintegrationisproposed.Thisisfollowedbyadescriptionofthreeotheralgorithms.Finally,afteranalyzingthegeneraltrackingmethod,anewmethodbasedonPLL/FLLisintroduced.Allalgorithmsaredem