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《山东理工大学》 2010年
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基于MATLAB的GPS信号的仿真研究

庄自强  
【摘要】: GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生其上安装的GPS接收机接收到的GPS卫星信号,可用于GPS接收机的功能测试、测量精度鉴定、目标运动特性仿真等,是GPS接收机研制不可或缺的一种测量设备。此外,GPS卫星信号模拟器也能充分模拟载体飞行过程中GPS接收机遇到的各种复杂情况,提供仿真结果,完善测量方案,有效降低了GPS使用风险,提高了试验成功率。国外较早开展了这方面的研究,并已获得成功,而国内在该领域仍处于空白。因此,研制GPS信号模拟器对建立和发展我国的卫星导航系统以及运载火箭、弹道导弹、载人航天工程等均有着重大的战略意义。本课题率先从软件领域入手,开展了基于MATLAB的GPS系统全软件仿真的研究,在此基础上提出了基于MATLAB的GPS全软件仿真系统的概念和设计方案,并成功设计出一套完整的GPS软件仿真系统,初步完成了软件GPS模拟器的设计。该系统以MATLAB/Simulink作为研发平台,整个系统由信号发射模块、传输信道模块、接收模块、逻辑判断滤波器模块等组成,主要研究工作如下: 一、基于伪随机码的构成原理及码元特性,利用MATLAB/Simulink对C/A码/P码的时域/频域及相关性等进行了仿真分析,提出并引入了“混合算法”仿真模型。 二、基于对GPS信号的分析,提出了基于MATLAB的GPS全软件仿真系统的概念和结构模型。主要研究了数据码的直接序列扩频(DSSS)和双相相移键控调制(BPSK)在仿真中的实现问题;重点是搭建起发射模块,仿真出完整的GPS信号。 三、以发射端产生的GPS信号为基础,进行了GPS信号在空间传输部分的仿真研究,模拟了当信号受到高斯噪声和多径干扰影响时,其时域/频域波形发生的变化。 四、搭建GPS信号接收模块,完成了对信号的接收、采样工作;从射频信号(RF)中提取出本地数字中频信号(IF)。鉴于软件仿真的特点,提出并引入了“并行同步解扩算法”和“并行同步解调算法”,成功实现了对GPS信号的捕获与跟踪。 五、由于信号在传输过程中受到高斯噪声与多径干扰等的影响,接收端接收还原出的数据码存在严重的失真现象。因此,提出并引入“逻辑判断滤波算法”对信号进行了二次滤波处理,成功解决了信号失真问题,还原出了完整的数据码。 六、以MATLAB/M语言作为编程开发工具,以GPS接收机所提供的卫星星历为已知变量,成功计算出了“仿真参考点”的位置坐标,实现了从“信号波形仿真”→“坐标定位仿真”的跨越。
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P228.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张冰;GPSL2C信号仿真和分析研究[D];上海交通大学;2012年
2 左华汉;GNSS伪码优化设计[D];华中科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨洋;杨家仕;;BPSK信号载波同步方法研究[J];成都大学学报(自然科学版);2008年03期
2 张平;时和平;;基于MATLAB/Simulink的GPS仿真器设计[J];弹箭与制导学报;2006年SA期
3 田薇;张超;姚长江;;基于FFT算法的GPS信号快速捕获方法研究[J];弹箭与制导学报;2008年03期
4 褚振勇,易克初,田红心;直接序列扩频信号的时频特性分析[J];电路与系统学报;2004年03期
5 祝雪芬;陈熙源;李滋刚;;GPS软件接收机的构建及其精频捕获算法的实现(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2008年01期
6 孙淑光;李琳琳;;GPS接收机多径误差及窄相关性能分析[J];电子测量技术;2003年03期
7 沈佳星;杨英杰;尹鹏;;GPS软件接收机快速捕获算法研究[J];大众科技;2008年10期
8 刘璐,王志华;CMOS混频器的设计技术[J];电子器件;2005年03期
9 张东升,张育林,刘昆,曾庆华;GPS仿真器设计[J];国防科技大学学报;1999年03期
10 李辉;郝建军;程亚奇;何秋生;;BPSK信号直接数字下变频的算法与仿真[J];中北大学学报(自然科学版);2007年04期
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1 李宏飞;直扩信号的同步与跟踪技术研究[D];西北工业大学;2005年
2 郭高峰;GPS P(Y)码直接捕获方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 杨春;GPS卫星导航信号仿真研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 江华;信号调制解调和干扰效果的分析[D];上海交通大学;2007年
5 于海滨;GPS接收机软件的开发与实现[D];北京交通大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭丙华;;基于计算机网络的智能可视对讲监控系统设计[J];安防科技;2006年12期
2 刘菁菁;;图像水印中扩频算法的研究[J];安徽广播电视大学学报;2006年02期
3 朱汉云;蔡凤丽;;高动态下直扩信号的快速捕获[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年06期
4 耿技;张凤荔;秦志光;杨荣华;;移动目标及其数据的无线传输研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年03期
5 王新新;布挺;;基于图像表面积的置乱程度评价算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
6 肖丹 ,沙斐;GSM/CDMA系统中应用GPS的EMC问题研究[J];安全与电磁兼容;2003年05期
7 刘习义;;基于SIP协议VoIP软终端的研究与实现[J];信息安全与技术;2011年10期
8 何妮;刍议MATLAB6.1的应用功能[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年02期
9 从光梅;梁文龙;甄芝科;;基于RFID粮食物流跟踪车载终端系统设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年02期
10 程凤娟;尹辉;;安全群组通信技术综述[J];安阳工学院学报;2009年06期
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1 谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;;GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
2 陆渝;崔贯勋;陆胜;;城市智能交通终端系统的设计和实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张敏虎;任章;;神经网络辅助高动态GPS/INS组合导航融合算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 刘旺锋;王硕;;基于FPGA的水下传感节点QPSK调制解调模块设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 胡彩波;薛峰;孟然;;太阳风暴对导航系统的影响分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 唐洪;单庆晓;何琴;;基于NCO的GEO卫星单向授时技术研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 刘仁甫;田世伟;李广侠;张更新;;Iridium/GPS导航增强系统及性能仿真[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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9 李隽;王振华;;基于微波暗室多天线发射测试环境的DOP值计算方法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
10 邓志鑫;赵彦雷;司东晓;;GNSS终端抗干扰技术综述[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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1 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 赵武生;比特交织编码调制短波跳频通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 沈锋;中短波扩频导航接收机信号同步方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 漆阳华;远程监测应用技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张博;高动态卫星定位接收机扩频信号同步技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
3 姜永涛;CORS系统区域改正数分类提取与内插研究[D];山东科技大学;2010年
4 单瑞;基于GPS单点测速的海浪及潮位测量应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 李宏超;智能路灯远程控制系统[D];郑州大学;2010年
6 李本玉;GPS/GLONASS精密单点定位技术模型与算法的研究[D];山东农业大学;2010年
7 赵彦雷;FH/DS混合系统信号同步技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 张小龙;多载波CDMA系统抑制峰平比的算法研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 叶增;卫星授时方法与星地同步数据处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 魏二虎,史冠军,胡雪霁;GPS现代化及其影响[J];测绘通报;2005年07期
2 褚振勇,易克初,田红心;直接序列扩频信号的时频特性分析[J];电路与系统学报;2004年03期
3 郑鸿飞;;引入FEC&ARQ技术保障IPTV视频传输质量[J];电信快报;2009年09期
4 金际航,边少锋;美国全球定位系统GPS现代化进展[J];舰船电子工程;2005年02期
5 彭代渊,范平志;二进制序列非周期相关函数的新下界[J];中国科学E辑:信息科学;2004年06期
6 谭述森;;论卫星导航体制设计[J];测绘科学技术学报;2006年05期
7 李作虎;郝金明;李建文;秦士琨;宋雪源;;GPS软件接收机仿真实验及算法验证[J];测绘科学技术学报;2009年01期
8 李军杰,张红珍,张东明;GPS现代化及其影响[J];昆明冶金高等专科学校学报;2005年03期
9 卢晓春,陈清刚,胡永辉;卫星导航定位系统中伪随机码的研究[J];时间频率学报;2004年01期
10 刘基余;;GPS现代化及其影响[J];数字通信世界;2011年08期
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1 任树坡;基于DSP的平衡GOLD码发生器[D];河北工业大学;2011年
2 杨春;GPS卫星导航信号仿真研究[D];国防科学技术大学;2006年
【二级引证文献】
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1 景恰;卫星信号模拟器导航电文的仿真分析与验证[D];燕山大学;2013年
【二级参考文献】
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1 任俊涛,邵定蓉,李署坚;基于软技术的高动态扩频信号载波跟踪技术[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 陆娟,常青,张其善,张军;十二通道GPS信号发生器方案研制[J];北京航空航天大学学报;2003年04期
3 薛文芳,邵定蓉,李署坚;GPS接收机中伪随机码快速捕获技术的研究[J];北京航空航天大学学报;2003年06期
4 宋长峰,滕继涛,王艳东,范跃祖;GPS/GLONASS定位仿真器的设计与实现[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
5 赵昀;张其善;;软件GPS接收机架构与捕获算法实现[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
6 孙礼,王银锋,何川,张其善;GPS信号捕获与跟踪策略确定及实现[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
7 王君,安建平,宋淑娟;一种新的高动态直扩接收机快速码捕获方法[J];北京理工大学学报;2004年05期
8 赵军祥,张其善,常青,李建辉;高动态GPS卫星信号模拟器关键技术分析及应用[J];电讯技术;2003年04期
9 马薇薇,黄其华,安建平;基于DSP+FPGA的扩频接收机快捕技术[J];电讯技术;2003年04期
10 苏仁宏,杨士中;移动通信中的π/4QPSK调制解调技术及DSP实现[J];电讯技术;1998年04期
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1 徐敏;软件无线电关键技术的研究与扩频接收平台的设计[D];哈尔滨工程大学;2002年
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5 解祥成;丰光寅;晏黎明;;GPS水准在长江中游河道演变控制测量中的应用初探[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 Hsin-Tai Hsiao;Tsai-Hsin Chang;;Algorithm Design for Long-term GPS Satellite Orbit Prediction[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
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1 郭卫锋;芜湖建成GPS服务系统[N];中国测绘报;2008年
2 ;安华高推出完整射频模块[N];人民邮电;2008年
3 侯新军 赵迎红;GPS解水库权属纠纷[N];中国测绘报;2008年
4 记者 梁晶晶;贵阳市公安局GPS定位锁定事发现场[N];法制生活报;2008年
5 代希泽;走出选购GPS导航仪误区[N];当代汽车报;2008年
6 吴江;仅有GPS“定”不了公车滥用的“位”[N];工人日报;2009年
7 记者 张玮炜;全市出租车将免费安上GPS[N];大连日报;2009年
8 记者 杨颖;出租车免费安装GPS安全监控设备[N];鞍山日报 ;2009年
9 王涛;国测一大队出征西部开展GPS联测[N];中国测绘报;2009年
10 本报记者 宋轩;美国GPS:加速迈向第三代[N];解放军报;2009年
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3 唐康华;GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
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5 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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8 王皓;地基GPS的资料处理及在天气分析中的应用[D];南京信息工程大学;2013年
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10 田云锋;GPS位置时间序列中的中长期误差研究[D];中国地震局地质研究所;2011年
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1 庄自强;基于MATLAB的GPS信号的仿真研究[D];山东理工大学;2010年
2 黄昆学;GPS激光测距系统的算法研究及实现[D];山东科技大学;2010年
3 耿丽红;基于GPS的车速监测系统校准方法研究[D];天津理工大学;2010年
4 刘皓;GPS测量数据后处理方法研究[D];天津理工大学;2010年
5 李玲;基于GPS的车辆定位监控系统的研究[D];天津大学;2010年
6 郭玲娟;GPS/GPRS技术在武警作战指挥辅助决策系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 蔡文明;基于A-GPS的定位系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 许志民;基于嵌入式计算机的GPS定位设备设计与研究[D];电子科技大学;2009年
9 刘兵;GPS技术在山区石油地震勘探测量中的应用研究[D];昆明理工大学;2008年
10 缪祥柱;工程GPS数据的实用处理技术与方法研究[D];昆明理工大学;2008年
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