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《西南交通大学》 2009年
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GPS接收机捕获跟踪算法研究及FPGA设计

叶加伟  
【摘要】: 全球定位系统(Global Positioning System—GPS)是新一代卫星导航定位系统,具有全球、全天候、连续、高精度导航与定位功能,能够为广大用户提供精确的三维坐标、速度和时间信息。因此,GPS系统被广泛地应用于生活中的各个领域。GPS系统用户主要是各种型号的接收机,而捕获跟踪技术是接收机的关键技术,同时也是一个技术难点。在GPS接收机中,导航电文是用户定位和导航的数据基础,为了得到导航电文必须要对GPS信号进行捕获跟踪。本文详细研究了GPS信号捕获跟踪技术,并进行了FPGA设计。 本文首先概述了GPS系统信号结构和GPS接收机工作原理,对GPS信号调制机理进行详细地阐述,重点分析了C/A码生成原理和特性。 其次叙述了GPS信号捕获的基础理论,重点研究时域滑动相关捕获方法,深入分析其算法和性能。用MATLAB中Simulink软件包搭建了可自由修改参数的GPS中频发生器,并在此平台上,对GPS信号时域滑动相关捕获算法进行仿真与分析。 接着重点研究了GPS信号跟踪技术,系统分析码跟踪环路和载波跟踪环路结构框图以及算法。在码跟踪环路方面,选用并分析了能分离载波的非相干超前滞后码锁定环的工作机理。在载波跟踪环路中选用对导航电文数据相位翻转不敏感的科斯塔斯环,并用数学模型分析GPS信号的解调过程。之后对整个跟踪环路进行MATLAB仿真,结果表明环路参数设计满足要求,并能成功解调出GPS导航电文。 最后本文在QuartusⅡ环境下完成对GPS信号捕获跟踪系统的FPGA设计。根据对相关器硬件结构框架,对算法中各个模块的实现进行详细的说明,包括顶层设计到CA码、NCO等重要模块设计,并给出了仿真结果。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P228.4

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 张建伟;伍蔡伦;谢松;;卡尔曼滤波器在RTK处理中的应用[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
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8 姜毅;GNSS接收机高性能跟踪与捕获环路算法研究[D];大连海事大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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