收藏本站
收藏 | 论文排版

GPS软件接收机捕获算法研究

邢方剑  
【摘要】:近年来,伴随着导航定位技术的不断发展,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)无论在军事领域还是民用方面都得到了迅速而广泛的应用,如交通运输、气象预报、社会治安、自然灾害救助、个人移动电话定位等目前,世界上已有的卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗系统以及欧洲的伽利略导航系统(Galileo)。随着技术的不断革新,传统的硬件接收机已经无法满足人们的需求,兼容性、灵活性更强的软件接收机在微处理器制造工艺和技术的支持下成为未来的趋势。本文重点研究GPS软件接收机捕获阶段的问题。 软件接收机要求能够对接收到的信号进行模拟下变频、A/D采样、伪码同步等实时处理。其中伪码同步又包括捕获和跟踪两部分,而实现同步首先必须实现同步捕获(粗同步)。捕获阶段通常要求接收到的伪码与本地伪码对齐在某一范围内,一旦实现同步捕获,就可以通过锁相环(PLL)来实现伪码的跟踪过程。若捕获阶段能将本地伪码与接收端伪码相位误差确定在半个码片之内,跟踪阶段将很快锁定伪码相位;反之,将耗费大量的时间来实现同步跟踪。同理,载波频率的捕获也直接影响到载波频率跟踪阶段时间长短。因此,捕获算法的设计是软件接收机设计中的关键问题。 本课题重点研究GPS软件接收机的直接序列扩频伪码捕获问题,并从数字化处理、捕获算法研究、捕获电路的优化几个方面进行了研究设计。 首先,论文介绍了GNSS的基本发展情况及GPS系统所采用的直接序列扩频通信原理,研究了GPS信号构成、信号的产生及特性,阐述了软件接收机各组成部分,从结构、功能等方面对比硬件接收机与软件接收机。 其次,分析捕获原理,重点阐述了常用的三种捕获算法,即滑动相关捕获、并行频率捕获及匹配滤波器捕获,并从算法的运算量、复杂程度、硬件实现上进行对比,分析利弊,总结影响捕获的三个重要因素,即卫星运动产生的多普勒效应、搜索信号时采用的所搜步长以及捕获数据的长度。并提出适合本文捕获研究的信号检测、判决方法、数字下变频模块等。 最后,根据上文对常用捕获方法的分析,提出改进FFT快速捕获方法。本文对C/A码的码相位并行搜索,对多普勒频移实施串行搜索,大大缩减搜索空间。采用FFT算法并行完成接收信号与本地伪码的相关运算,并在使用FFT运算过程中,利用圆周相关运算,减少FFT运算次数,从而减少计算量提高捕获速度。然后利用仿真分析,与传统算法进行对比。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 关红宾;李晨航;;软件接收机捕获算法研究[J];现代导航;2013年03期
2 王仕成;杨东方;刘志国;罗大成;张金生;;一种高动态GPS软件接收机方案研究[J];宇航学报;2009年03期
3 李兴国;仇跃华;;高动态软件接收机自适应门限快速捕获算法[J];电子设计工程;2010年09期
4 张鹏;孙福余;徐亚明;邹进贵;;基于USRP平台的GPS软件接收机设计与实现[J];测绘通报;2012年11期
5 李文联;雷玉洁;金璐;章振保;;全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计[J];武汉工程大学学报;2013年03期
6 曾庆喜;唐琳琳;王庆;陈小惠;;基于分段FFT的GPS L1/L2C信号快速捕获算法[J];中国惯性技术学报;2013年05期
7 刘基余;田云辉;;GPS信号接收机的软件化研究[J];黑龙江工程学院学报;2007年03期
8 葛爱学;罗大成;廖守亿;刘志国;;基于VC++的GPS软件接收机设计[J];电讯技术;2010年01期
9 侯爱琴;宋竹霞;曹正文;;GPS软件接收的关键技术[J];西北大学学报(自然科学版);2010年05期
10 程俊仁;刘光斌;张博;;基于CUDA的GPS信号快速捕获[J];宇航学报;2010年10期
11 刘长松;苟鹏飞;来逢昌;喻明艳;;GPS频域相关捕获算法的Matlab/C实现[J];微电子学与计算机;2009年04期
12 胡伟华;杨奕飞;;一种新型软件接收机定位解算方法[J];科学技术与工程;2013年10期
13 曾庆喜;王庆;朱国良;潘树国;;一种基于FFT的GPS信号快速捕获算法[J];舰船电子工程;2008年03期
14 王冰;;GPS信号捕获算法的研究[J];电子科技;2014年08期
15 张瑜;秦红磊;;基于软件GPS接收机的最小二乘定向技术研究[J];现代电子技术;2010年01期
16 吴琼;寇艳红;郑兴平;;高动态GPS接收机环路跟踪技术研究[J];无线电工程;2008年12期
17 郑凯;郭斐;;BDS/GPS单频软件接收机算法研究与实现[J];测绘地理信息;2014年04期
18 孙进芳;李晓白;金天;;影响GPS信号C/A码捕获的因素分析及改善方法[J];航空科学技术;2007年04期
19 左启耀;袁洪;林宝军;牛国朋;;一种单频GPS软件接收机的设计实现[J];计算机仿真;2008年01期
20 刘钝,曹冲;GPS软件接收机的发展前景[J];全球定位系统;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 刘基余;;GPS现代化的作用与影响[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年
2 刘基余;;略论GPS现代化的效益[A];湖北省测绘学会2006年度科学技术交流会论文集[C];2006年
3 刘基余;;GPS现代化的作用与影响[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
4 谢勇;皮亦鸣;;GPS软件接收机设计和实现[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
5 谢非;李荣冰;刘建业;文立;;基于本地表的GPS软件接收机快速跟踪方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 黄隽祎;李荣冰;刘建业;谢非;;高动态软件接收机环路自调节跟踪技术研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
7 高鹏;闫立伟;富立;王玲玲;郭志英;;一种微惯性/软件接收机超紧组合方案研究[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集(上)[C];2010年
8 张娣;章红平;徐良春;郭文飞;;GPS软件接收机中FFT捕获关键技术研究[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S7 北斗/GNSS用户终端技术[C];2013年
9 王先毅;孙越强;刘正廷;杜起飞;白伟华;;用matlab实现GPS软件接收机信号处理[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王育红;软件接收机若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹梦成;导航型软件接收机技术研究[D];中南大学;2007年
2 邹世合;GPS软件接收机设计及仿真[D];北京邮电大学;2012年
3 邹力涵;北斗二代软件接收机关键技术研究[D];西安电子科技大学;2014年
4 王先毅;GPS软件接收机设计与弱信号处理[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2007年
5 孙魏;基于FPGA的区域定位相关技术研究[D];南京理工大学;2008年
6 胡琼;高动态及微弱GPS信号的捕获算法研究[D];上海交通大学;2011年
7 陈阳;微弱GPS BOC信号的快速捕获算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 葛亮亮;软件接收机中同步技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 赵坤;软件接收机中均衡技术的研究与实现[D];西安电子科技大学;2012年
10 夏振峰;基于DSP的GPS软件接收机设计[D];西安电子科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978