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多模GNSS接收机跟踪环路研究与实现

王婷  
【摘要】:随着GNSS (Global Navigation Satellite System全球导航卫星系统)导航与定位的普及,GNSS接收机的研究成了热点。众所周知,GNSS接收机正常工作的前提是能稳定地跟踪上卫星信号,解调出导航定位所需的导航电文。因此,跟踪算法的研究一直是GNSS接收机设计中的重中之重。本文主要研究多模GNSS接收机在高动态环境中的跟踪算法和跟踪环路设计。 文中首先对导航定位的背景知识进行了简要的介绍;随后详细地介绍了本课题多模GNSS接收机的组成。本文推导了从卫星信号发送到GPS(Global Positioning System全球定位系统)接收机解调信号的整个处理流程。重点分析了接收机中的跟踪环路设计,分别比较了多种常用的FLL(Frequency Locked Loop锁频环)、PLL (Phase Locked Loop锁相环)、DLL (Delay Locked Loop码延迟锁定环).的鉴别器算法,通过公式推导和仿真对比确定了适合本课题接收机的FLL、PLL、DLL鉴别器算法,随后对环路滤波器进行了研究。在高动态环境下,卫星信号会呈现出新特点,会给跟踪带来更高的要求。据此,本文给出了高动态下GNSS接收机跟踪环路的设计,包括利用FLL辅助PLL的环路设计补偿高动态提高精度、采用载波环辅助码环克服码多普勒的方法、防频率死锁方法和惯导辅助等。最后对跟踪环路进行了仿真与测试,并给出了仿真与测试结果,在具有相对加速度和相对加加速度的高动态环境下,本课题设计的跟踪环路能稳定跟踪卫星信号,达到了系统设计的需求。


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