收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

GPS数字中频信号仿真

吴倩倩  
【摘要】:GPS信号源可以为接收机的开发与测试提供仿真环境,从而检验接收机是否达到了预期的设计目标。由于卫星发射时使用高频率载波,这些高频率不容易过滤和解调。于是,接收机在处理接收数据前都是先对接收到的射频信号(RF signal)经天线前端下变频转化为中频信号(IF signal),由A/D采样并量化成数字中频信号后,接下来再进行信号处理。所以,GPS接收机的所有研究都是从数字中频信号这一基础开始的,只有提供合适的中频数字信号才能被GPS接收机接收处理。因此, GPS数字中频信号的模拟对GPS软件接收机的研制开发有着重要意义。 本文中以GPS中频信号的生成仿真为研究目标。在整个研究过程中,主要的研究内容如下: 首先深入理解GPS信号体制和扩频通信的有关知识,详细介绍了伪随机码和导航电文的结构内容。GPS信号有两种伪随机码——粗捕获码(C/A码)和精捕获码(P码)。由于,P码专供接收机作为军用伪码,一般用户不能使用。本文研究内容是以L1载波上C/A码作为对象,仿真实现GPS数字中频信号。 为了实现后续信号的仿真,详细论述了GPS信号从发射到接收转换为中频信号的数学模型,给出了信号传播过程中的误差源——电离层延迟、对流层延迟、噪声以及多径效应的模拟模型,通过迭代算法求出信号发射时刻,同时对卫星和接收机之间的多普勒频移进行研究,这些为信号的仿真提供了理论和算法基础。 本文通过MATLAB编程实现了GPS卫星C/A码,导航电文以及数字中频信号的生成。同时,搭建了GPS数字中频信号的Simulink模型,实现了数字中频信号生成的系统级仿真,并给出了仿真结果。通过软件仿真的中频信号为接收机许多算法的研究,比如卫星信号的捕获、跟踪算法等提供了基础;而且参数可控的GPS中频信号发生器具有良好的灵活性,通过设置不同的参数就可以提供不同的仿真环境,方便且易操作。本文研究的成果也可以为卫星模拟器的研究提供借鉴。 最后在MATLAB/Simulink仿真基础上,利用DSP Builder工具对GPS信号源硬件实现的关键部分——载波数控振荡器(NCO)和码数控振荡器(NCO)的生成进行研究,提出了相关参数的设置方法,最后完成信号调制生成部分,并在Modelsim仿真工具下进行验证。这为以后在FPGA平台对中频信号源的硬件研究与实现提供了良好的过渡。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李豹;曹可劲;马建国;;GPS软件接收机跟踪环路设计[J];电子设计工程;2010年02期
2 王解先,葛茂荣,金国雄,钟伟;长距离GPS定轨定位软件在微机上的实现[J];同济大学学报(自然科学版);1997年02期
3 王遗南;全球定位系统在开来沉陷观测中的应用[J];矿山测量;1997年02期
4 张项铎,谢世杰;WGS—84转换为国家实用坐标的研究[J];隧道建设;1997年01期
5 王正明;关于GPS测时精度与共视问题[J];陕西天文台台刊;1998年02期
6 卓力格图,张爱华;GPS与GLONASS的坐标转换[J];地壳形变与地震;2000年02期
7 牛安福,王琪,乔学军;断层活动的最优化定量方法研究[J];地壳形变与地震;2000年02期
8 张小红,李征航,徐绍铨;三峡库区崩滑地质灾害GPS监测试验(示范)的精度评定[J];铁路航测;2000年01期
9 岑长华,肖青,张杰林,刘京晶,于宏,何钟琦,崔振奎;一种新的实用型城市基础信息采集系统——轻型飞机成像光谱集成技术系统[J];铀矿地质;2000年02期
10 党亚民,晁定波,许才军,赵少荣;利用GPS形变资料确定地壳形变的应变特征[J];测绘科学;2001年03期
11 李淑慧;VC~(++)6.0环境下GPS接收机串口通信的实现[J];测绘信息与工程;2002年05期
12 郑瀚;GPS控制测量在重点工程中的实践探讨[J];城市勘测;2002年04期
13 王庆良,王文萍,崔笃信,朱桂芝,梁伟锋;青藏块体东北缘现今地壳运动[J];大地测量与地球动力学;2002年04期
14 马攀,文鸿雁;离散卡尔曼滤波用于GPS动态变形数据处理[J];桂林工学院学报;2002年03期
15 周小虎,孙顺新;单频GPS接收机在国土资源调查应用中的误差分析[J];国土资源遥感;2002年02期
16 李纪人;遥感和GIS在干旱和半干旱地区水资源管理中的应用[J];水利水电科技进展;2002年05期
17 孙占义,李毓麟;一个新的GLONASS与GPS的坐标转换关系[J];全球定位系统;2002年02期
18 谢运山;GPS在水下地形测绘中的应用及数据处理[J];现代测绘;2002年S1期
19 李雷;GPS定位技术在工程测量中的应用[J];金属矿山;2003年08期
20 荆永明;GPS在高程测量中的应用[J];内蒙古煤炭经济;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许东阳;寇艳红;;GPS L5信号双分量联合跟踪[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 沈悦;张雷;傅忠谦;王建宇;;基于符号位位并行运算的GPS信号快速处理研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李萌;赵龙;;GPS信号的捕获算法研究与实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 曹文涛;郭际明;;基于切比雪夫多项式的GPS轨道标准化方法[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
6 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
7 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
8 余涛;王云冈;毛田;曾中超;王劲松;;利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验[A];第28届中国气象学会年会——S15电离层与电波相互作用、空间天气事件数值模拟[C];2011年
9 余涛;毛田;王云冈;曾中超;;利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
10 邓志国;Michael Bender;Galina Dick1;葛茂荣;Jens Wickert;;GPS单频机在水汽层析中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
2 杨洋;GPS/SINS深组合导航中的关键技术研究[D];南京理工大学;2013年
3 高帅和;分布式GPS/SINS超紧组合架构下的信号处理和信息融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 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
5 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 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
7 田世君;高灵敏度GPS定位及组合导航技术研究[D];电子科技大学;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 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年
10 刘有贵;GPS/GPRS车辆定位网络系统及故障在线检测技术研究[D];长春理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王朋辉;高动态GPS/INS组合导航系统研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 康嵩山;GPS信号捕获算法仿真及实现[D];西华大学;2010年
3 邹青;自适应调零GPS软件接收机研究及仿真实现[D];电子科技大学;2010年
4 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
5 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
6 刘皓;GPS测量数据后处理方法研究[D];天津理工大学;2010年
7 李玲;基于GPS的车辆定位监控系统的研究[D];天津大学;2010年
8 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
9 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
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
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
 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