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GPS卫星数字中频信号的捕获,跟踪研究与仿真

唐峻  
【摘要】: 为了满足更加高的定位要求,获得更加高的可靠性,对GPS接收机来说,要能兼容各种定位导航系统如GLONASS、以及即将出现的GALIIEO系统的信号。且目前已计划在下一代GPS卫星中增加新的GPS波形。相比较于现有的GPS接收机需要更换硬件设备,GPS软件接收机只需改动软件,具有更强的灵活性和开放性。 本文作的工作是利用信号仿真器仿真GPS数字中频信号,并借助这些仿真信号完成对GPS信号的捕获和跟踪性能的研究。 本文先阐述了C/A码的生成原理与GPS信号的生成原理,捕获和跟踪的原理,GPS信号的捕获和跟踪,时间同步与频率同步的相互关系及技术要求。利用FFT相关法进行时间和频率并行搜索,超前-滞后结构形式的延迟锁定环(DDL)进行伪码跟踪和科斯塔斯载波跟踪环进行载波跟踪的算法。在提高捕获性能的方面,提出了一种对FFT法进行的数值改进,低CNR情况下的重新捕获信号的一种措施以及减小捕获时间的一种方法。在跟踪方面,提出了在低CNR情况下的码相位跟踪的措施。 然后,利用MATLAB\SIMULINK仿真环境开发信号仿真器,并利用此仿真器实现GPS信号的仿真,并对所提出的信号的捕获和跟踪算法进行了仿真。仿真结果表明,所提算法达到了预期设计的目标。


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