GPS L2C捕获算法研究及性能分析

L2C是GPS现代化Block IIR-M卫星发射的一个新民用信号。为了估计GPS L2C的捕获性能,该文首先研究了GPS L2C捕获算法,即本地产生的归零CM,利用FFT快速实现短码的捕获后,利用短码和长码固定的相位关系实现长码的捕获,仿真验证,该方法能够快速实现L2C的捕获;然后利用统计理论分析了L2C码捕获性能,建立了确定接收机抗干扰能力一般方法,该方法可以运用到其它GNSS信号干扰性能的分析中去。     

高灵敏度GPS信号快速捕获新方法

研究了弱信号条件下GPS软件接收机的C/A码的快速捕获问题。提出了一种高灵敏度快速捕获新算法,该方法首先采用平均相关技术降低C/A码的自相关损耗,基于载频误差补偿技术减小C/A码累积误差;然后利用叠加相关方法降低相干累积运算的复杂度,通过循环移位减小频率步进搜索的时间消耗。实验结果表明,该算法能够实现微弱GPS信号捕获,且运算量适中,捕获概率较高。     

GPS L2C码的窄相关研究及FPGA实现

通过分析L2C码的信号格式,对L2C码信号的产生和可变相关长度的窄相关器进行了研究,设计了L2C码产生器和可变相关长度的相关器,最后进行仿真,得出结论:该设计能够精确产生GPSL2C码,可变相关长度相关器能够提高接收机的定位精度和抗多径干扰能力。为设计采用L2C码的GPS接收机提供了参考。     

GPS L1C信号模拟器设计实现

多体制全星座卫星导航射频信号模拟器,能够同步实时模拟多个星座多种信号体制的卫星导航信号,为卫星导航系统仿真验证和接收机测试提供高效支持。本文旨在设计实现GPSL1C信号模拟器,着重研究了基于FPGA和DSP的L1C信号的数字合成问题,包括信号特性及生成模型、信号通道结构及各模块设计:最后通过与L1C接收机的对接测试结果,验证了模拟器生成的L1C信号的性能。     

FFT与循环卷积相结合的GPS信号C/A码相位测量算法

提出了一种将FFT与循环卷积相结合的算法,可以快速高精度测量GPS信号的C/A码相位。算法的主要思想是在较低的采样频率下用FFT法对GPS信号C/A码相位进行粗测,然后用循环卷积法在更高的采样频率下根据粗测结果进行细测,从而以较低的计算量实现对GPS信号的C/A码相位高精度测量。该算法主要应用于辅助式卫星定位接收机的开发和高精度扩频测距等领域。     

连续波干扰下L1C信号码跟踪性能研究

针对连续波干扰下传统导航信号的码跟踪性能评估方法不适用于新信号体制下的L1C信号,从其信号体制的角度利用奇偶相关判据,定性分析其码跟踪性能,提出"干扰误差包络"和"平均误差包络"评估方法定量分析了L1C信号在受到连续波干扰时的码跟踪性能。结果表明:L1C信号的码跟踪性能要优于C/A码信号,不同卫星播发信号中,导频信号的码跟踪性能要比数据信号好1~1.3倍(最大能达到1.4倍),个别数据码信号的码跟踪性能要优于导频码信号。     

GPS C/A码发生器的仿真研究与FPGA设计

全球定位系统（Global Positioning System,GPS）能够向全球范围内的用户提供全天候的高精度导航、定位和授时服务,在军用和民用领域得到了广泛的应用.以GPS系统的测距码粗码C/A码为研究对象,在深入研究C/A码信号生成原理的基础上,利用Matlab中的Simulink对C/A码信号的生成进行了建模、仿真和分析,并利用FPGA设计并实现了C/A码发生器,详细说明了C/A码生成的设计原理,对其中的关键模块进行了设计和分析,给出了具体实现方案,同时阐述整个应用程序的流程,设计采用抽头选择控制端设置产生不同GPS卫星号的C/A码,最终仿真进一步验证了其结果的正确性,它可以产生任意GPS卫星号的C/A码,设计中采用VHDL语言实现的C/A码程序,可应用于基于FPGA的GPS接收机设计中,对研究我国的北斗导航系统接收机有一定的借鉴意义.     

高动态环境下C/A码的捕获策略

在GPS中需要用到伪随机码对导航电文进行扩频。如果GPS接收机想要获得导航电文,首先要对接收信号进行解扩,而对伪随机码的捕获又是解扩的关键。民用GPS接收机所要捕获的伪随机码是C/A码,减少对伪随机码的捕获时间是C/A码接收机的一个重要性能指标。在高动态环境下,需要对C/A码的相位和多普勒频移进行二维搜索。提出了一种高动态环境下的C/A码捕获方案,通过理论分析和仿真,证明了该方案有效地缩短了伪随机码的捕获时间,提高了接收机的实时性。     

一种利用C/A码GPS接收机实现电离层延时双频改正的方法

电离层传播延迟是C/A码GPS导航定位的主要误差源之一。本文提出了一种利用C/A码GPS接收机实现电离层延迟实时双频改正的方法,并对实现这一方法的电路框图的原理进行了分析,从理论上说明了其可行性。     

GPS卫星捕捉及跟踪算法研究

为了能完成卫星定位,需要对卫星信号进行捕获、追踪。文中针对带有C/A码的L1频段的GPS信号进行定位研究,捕获能从接收的信号中粗略地估算出可见卫星的信号参数,用于帮助接收机初始化跟踪环路,并开始跟踪信号。码跟踪和载波跟踪模块则将这些参数细化,跟踪后即可解调出导航数据。仿真结果表明,算法可准确快速地从32颗卫星中捕捉和跟踪预定的卫星信号。     

GPS L5 Acquisition Schemes for Fast Code Detection and Improved Doppler Accuracy

In this letter, we propose GPS L5 acquisition schemes to detect a fast code phase and improve the accuracy of the Doppler frequency. The proposed approach is based on the code‐phase changes which occur during the acquisition processing time originating in the Doppler frequency. The proposed schemes detect a fast code phase within about 1 chip near the estimated code phase and improve the accuracy of the Doppler frequency by up to about 4 times in comparison with the popular Septentrio receiver. The feasibility of the proposed schemes is demonstrated through simulation.     

A method for dual-frequency ionospheric time-delay correcting using a C/A code GPS receiver

The ionospheric time delay is one of the main error sources in C/A code GPS navigation and positioning applications. In this paper, a method is proposed for real-time dual-frequency ionospheric time-delay correcting using a C/A code GPS receiver, and the principle of the circuit block diagram for this method is analyzed with its feasibility theoretically demonstrated.     

基于FFT/iFFT的GPS信号捕获算法研究

利用快速傅立叶变换和反变换（FFT/iFFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获的有效方法,其可以将时频二维的联合滑动相关搜索转化为一维频域搜索,实现了伪码的并行搜索,可以有效地缩短GPS信号的捕获时间。同时,针对弱信号捕获提出了相关和非相干累积的方法,并给出了试验结果。     

一种基于P码的频域直接捕获算法的研究

GPS(Global Positioning System)系统采用典型的CDMA(Code Division Mutiple Access)体制,目前扩频PRN码主要是用于标准定位服务的C/A码和用于精确定位服务的P码.P码信号具有很强的抗干扰和保密能力,而P码的捕获通常是利用C/A码来完成的,因此,实现P码的直接捕获对我国未来发展自己的卫星定位系统具有重要意义.本文从研究信号直接捕获算法角度出发,提出了一种新的P码快速直接捕获算法,并通过仿真实验验证了算法的有效性.仿真结果表明,该算法有效地提高了捕获效率.     

C+L波段掺铒光纤被动锁模激光器

提出并证明了一种宽光谱被动锁模掺铒光纤激光器,为光学频率梳和光纤飞秒脉冲的产生奠定了基础。该激光器基于非线性偏振旋转的锁模机理,同时在大的正常色散区合理地将C波段和L波段掺铒光纤结合,确保激光器具有C+L波段的增益谱覆盖。当泵浦功率为350mW时,脉冲稳定的以基频4.32MHz运转,3dB带宽为60nm,20dB覆盖了1522~1630nm,实现了增益带宽内光谱的完全覆盖。这种利用增益拼接加宽光谱的方法可以有效避免光谱成分的非线性相位噪声,并且有利于进一步压窄脉冲。     

GPSⅢ首星信号结构及其特性分析

导航信号是连接空间卫星和地面用户端的枢纽,是卫星导航定位系统中最重要的部分之一,其优劣直接影响后续的定位、测速、授时等性能.该文利用国家授时中心40?m高增益天线对GPSⅢ首星进行多次信号采集及比对分析工作,从GPSⅢ?L1频点调制矢量及频谱分布入手,对L1频点载波相位存在"滑动"现象进行了深入剖析,得出该现象主要源于L1M信号.利用C/A码解析出授权信号M码,定量分析了L1频点信号分量的S曲线过0点偏差以及功率占比,其中L1M?S曲线过0点偏差达到0.058?ns,信号功率占比最高可达6.78.该文研究成果可为研究新一代GPS信号的调制方式提供支撑,也可为后续北斗导航卫星系统信号体制设计以及信号质量评估方法提供参考.