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高动态下GPS信号的捕获和跟踪技术研究

1高动态环境对卫星信号的影响在高动态环境下,载体和GPS卫星之间的高速相对运动将使接收信号产生很大的多普勒频移。当多普勒频移达到±25kHz时,就对信号捕获时频域的搜索带宽提出了较高的要求,同时由于频域带宽的增加,使频域搜索点的个数增加,数据处理量增大,这就给码的快速捕获带来了困难,使得传统的码捕获方法很难实现信号的快捕。载体的高加速度和高加加速度会产生接收信号载波的多普勒频移的变化率的改变,设载体的相对加速度为a=10g,伪随机码多普勒频率的变化率为:f′=a×fC/A/c=10×9·8×1·023×106/3×108=0·334Hz/s接收信号载频的最大多普勒频率的变化率为:f′=515Hz/s。当加速度变化率为a′=10g/s,所以f″=515Hz/s2。这就要求在捕获时观察时间短,数据更新率高,频率搜索单元的间隔大,从而避免在高动态下搜索不到信号;在跟踪时锁相环采用三阶,以保证能跟踪上一阶相位斜升,从而避免在高动态下信号...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

分布式GPS/SINS超紧组合架构下的信号处理和信息融合技术研究

卫星导航和惯性导航具有互补的优势,二者的组合可以有效地克服GPS信号易受工作环境干扰,以及捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)误差随时间累积的缺点,因此组合GPS/SINS系统被认为是实现连续、实时、精确定位的有效技术途径之一。随着软件接收机技术和组合数据融合技术的发展,GPS和SINS的组合系统历经了松散组合、紧组合和超紧组合三个阶段。与松散组合、紧组合不同,超紧组合系统一改以往仅以SINS为主导的局面,增加了利用SINS信息对GPS信号处理的辅助,即实现GPS的I,Q信号(或GPS信号跟踪参数)和SINS位置、速度之间的信息融合。尤其是分布式的GPS/SINS超紧组合方式,在实现辅助SINS初始对准和误差修正的基础上,应用SINS的输出推算多普勒频移信息,进而辅助接收机的信号捕获和跟踪,使得复杂环境下组合系统具有较强的抗干扰和抗动态能力。分布形式的超紧组合系统...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

东华大学
东华大学

高动态GPS接收机扩频接收算法研究及总体实现方案

导航GPS接收机扩频接收算法的关键技术主要有五项,依次为GOLD码捕获技术、GOLD码跟踪技术、载波跟踪技术、位同步技术和帧同步技术。其中,信号的捕获、码跟踪、载波跟踪是GPS接收机正常工作的基础。不同场合GPS应用的不同,除了体现在应用处理模块的算法上有所不同外,主要区别在于GPS信号的捕获与跟踪方面的性能要求。所以可以说GPS信号的捕获和跟踪技术是GPS接收机的核心技术。因此,GPS接收机中的码捕获、码跟踪、载波跟踪技术是高动态GPS接收机研究的重点,也是研究的热点,高动态GPS接收机与普通GPS接收机的区别也在于此。由于此技术对于各种扩频接收机都有借鉴意义,所以有重要的研究价值。课题针对GPS信号在高动态环境中的特点,研究了应用于高动态GPS接收机的扩频接收算法,包括GPS信号的码捕获、码跟踪、载波跟踪、Costas环解调等环节的关键技术,提出了一套实现高动态下GPS信号接收的算法方案。在码捕获方面,对适应于高动态环境下的...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

高动态GPS接收机的捕获与跟踪算法研究

本课题以GPS接收机工作在高动态的环境下为背景,分析了GPS信号的特点。由于C/A码的捕获和跟踪以及载波跟踪技术是研究高动态GPS接收机的关键技术,本课题主要研究了高动态环境下,GPS接收机的捕获和跟踪的算法,并对相应的捕获和跟踪算法进行了仿真。在研究高动态环境应用可行性的基础上,分析了载体机动对伪码延时和载波频率所施加的不同影响。针对高动态信号的特点,提出高动态环境下的GPS信号的捕获方法,详细分析了滑动相关的捕获算法和基于FFT的快速捕获算法。对适应于高动态环境下的多种捕获方法进行了比较,并建立仿真模型进行验证。由于相关器具有12个通道,所以在基于GPS接收机的平台仿真时采用频率分段捕获的方法设计,这样大大的降低了信号捕获的时间。在码跟踪方面,针对高动态的环境,选用超前滞后码跟踪环(DDLL)做为GPS信号码跟踪环路,分析DDLL的工作原理,而且运用Matlab软件建立了系统模型,在载波跟踪方面,详细的分析了锁相环(PLL)...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
东南大学

惯性辅助的高性能导航软件接收机技术研究

GPS(Global Positioning System)接收机技术主要包括GPS信号的捕获和跟踪两部分。信号的捕获实质上是一个对微弱信号的检测过程,信号的跟踪实质上是一个对微弱信号参数的估计问题。对于微弱信号的捕获技术,国内外学者已经做了大量研究,因此本文将以GPS信号的跟踪做为研究重点。由于传统的商用GPS导航接收机并不是针对室内或高动态等复杂工作环境设计的,因此要在室内或高动态等环境中使用GPS导航接收机,就需要对传统的GPS接收机技术进行改进,以解决以下问题:(1)一般来说,商用的GPS导航接收机可正常工作的最低信号强度大约为-130dBm,但是在诸如室内或高动态等恶劣环境中,GPS信号的强度最低可能达到-150 dBm,普通的商用GPS接收机跟踪环路已经无法正常工作。(2)当GPS接收机工作在微弱信号或高动态环境中时,接收机在较低信噪比情况下的导航电文数据比特解调会出现较高的错误率,因而接收机有可能不能成功地解调出定...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

GPS信号的捕获与跟踪技术研究

卫星导航定位系统在国防与国民经济建设中具有重要作用,体现了一个国家的科技及经济实力。GPS作为新一代卫星导航定位系统,以其全球性、全天候、高精度、自动化、高效益等优点,在众多领域获得了广泛应用。GPS接收机作为用户终端,在为陆、海、空等领域提供导航与定位的服务中发挥了重要作用。随着GPS的升级和卫星导航系统的新发展,相较于传统接收机,GPS软件接收机灵活性高、成本低的优点日益突出,拥有巨大的发展潜力。论文主要研究GPS接收机中信号的捕获和跟踪算法。首先,简要介绍了GPS系统的组成、信号结构以及接收机的工作原理,深入研究了测距码—C/A码,并对其相关性和互相关性进行仿真分析。接着研究了GPS信号的捕获算法。从分析滑动相关捕获算法入手,重点介绍了传统的基于FFT的捕获方法,同时研究了改进后算法,该算法有效地降低了运算量。另外,论文研究了PMF—FFT捕获算法,并在Matlab中对上述捕获算法的性能进行仿真验证和对比分析。论文最后研究...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>