M码卫星导航信号直接解调方法研究

针对新一代M码卫星导航信号解调分析问题,在比较两种捕获方法特点的基础上,本文从工程可实现的角度提出了一种M码导航信号直接捕获方法,采用扩频码同步、载波剥离和亚载波剥离等技术,直接对载波C/A码、P(Y)码和M码复用信号进行解调处理.仿真结果表明,本文方法可以有效地降低C/A码和P码信号对于M码信号接收的影响,能够准确地恢复出原始扩频序列.     

一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法

由于传统的伪码捕获方法对高动态大多普勒信号捕获困难,提出了一种基于FFT的并行搜索多普勒频偏和伪码相位的快速捕获方法.该方法考虑了高动态下多普勒频率的变化率,先通过延时自相关捕获并补偿多普勒频偏及其变化率,再使用FFT伪码循环相关捕获码相位,最后用MATLAB进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性,该方法适用于大多普勒频偏范围和快速捕获要求.     

大多普勒下基于FFT伪码捕获技术研究

在直接序列扩频通信中,伪码的捕获一般是通过相关运算来实现的,对于具有大多普勒频移的直接序列扩频信号,采用传统的伪码捕获方法,捕获时间将会很长,同时运算量也非常大。为了实现伪码的快速捕获,研究了一种基于FFT的伪码并行捕获算法。针对伪码长度不是2的整数次幂和存在数据跳变的问题,提出一种改善方法。计算机仿真结果表明：该方法既能满足FFT快速运算的要求又能消除数据跳变的影响,从而提高了基于FFT的伪码并行捕获性能。     

一种PN码捕获自适应门限检测技术

设计一种针对基于FFT的PN码捕获自适应限技术,对高斯环境下信号统计特性进行了推导,得出了适用于恒需警概率自适应门限算法的统计量,并用最大似然准则对统计量进行参数估计.最后仿真验证表明,该方法适合在低信噪比环境下完成PN码捕获.     

基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法研究

针对在低码速率大频偏范围条件下抑制载波调相信号载波捕获困难的问题,提出了一种改进的基于分段FFT载波捕获方法.该方法根据抑制载波调相信号的载波提取特点,采取了分段并行FFT分析、 两级滤波、 相干累积和非相干累积的改进措施,以适应低码速率大频偏范围的载波捕获.对改进的基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法进行了仿...     

卫星导航中XFAST捕获的降计算量去模糊处理算法

卫星导航系统中,采用扩展复制重叠法(Extended Replica Folding Acquisition Search Tech-nique,XFAST)对长PN码进行直接捕获时,粗捕后得到的对齐码相位存在重叠模糊度.为减少去模糊处理的计算量,提高捕获速度,提出了一种新的去模糊处理算法.新算法在得到粗捕对齐码相位结果后,先对本地码序列重新按照对齐相位进行排列、分段、段内循环移位等操作,然后进行段间叠加,再与接收码序列通过FFT-IFFT运算实现循环相关运算,从而确定对齐码相位所在的子码段,得到无模糊度的捕获结果.理论分析与仿真结果证明,该算法可以在分段叠加段数和子段长满足一定关系的条件下,在检测性能满足系统要求下,大大降低去模糊处理的计算量和操作时间,从而提高捕获速度.     

基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获优化设计

本文主要针对载波多普勒下的伪码捕获问题,研究了基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获系统的优化设计.通常的优化设计为假设峰值点的伪码相位偏差为0.但对于实际的捕获系统,由于接收到的伪码相位与本地伪码相位关系随机,在串行搜索过程中过门限值的伪码相位残差可能不为0,从而对捕获性能产生影响.本文主要分析伪码相位偏移残差对峰值点的信噪比和检测概率的影响,并给出了最大伪码相位偏移残差下的平均捕获时间表达式.同时基于平均捕获时间最小准则,给出了搜索步进推荐值.对虚警概率指定和未指定两种情况分别进行了优化设计,得到了最优的中频积累和视频积累设计值,该设计值与载噪比、多普勒容限等因素相关.研究成果可用于指导扩频接收机伪码捕获模块的设计.     

基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

利用FFT实现长码的直接捕获

在卫星导航系统中,普遍采用了长码扩频信号。长码扩频信号具有很强的抗干扰和保密能力,实现长码的快速直接捕获对于导航系统的军事应用和发展卫星定位系统具有重要意义。利用FFT计算可以使多次的时域伪码相位的循环相关处理转换为频域的一批乘法处理,单次计算即可获得一批相关结果,进而可加快长码的搜索和捕获速度。通过对多种基于FFT的方法进行比较,提出了适于工程应用的实现方式,并利用实际工作环境对设计进行了实际验证,结果表明该处理方法能够实现预期的目的,可以满足工程需要。     

基于LabVIEW的GPS信号捕获算法实现

简要介绍了GPS捕获原理以及并行码相位搜索捕获算法,并在此基础上编写了基于LabVIEW的GPS信号捕获程序.在考虑到算法实现所需时间和涉及计算量的前提下,采用了计算量较少,捕获时间较短的并行码相位搜索算法.基于LabVIEW的并行码相位捕获搜索算法实现的捕获程序不仅实现了粗捕获,而且加入了精捕获的程序,使得对载波频率的估计更加的准确.可扩展应用于北斗、伽利略等其它导航卫星的信号捕获.     

P码直接捕获的算法研究

本文对GPSP码在低信噪比和较大多普勒频移情况下的直接捕获算法进行了研究、分析,对直接平均法、匹配滤波法和FFT辅助部分相关捕获法这三种算法进行了仿真,并对它们的捕获性能和实现进行了比较。通过比较可知FFT辅助部分相关捕获方法将二维搜索转为一维搜索,具有较好的抗噪声能力和较快的捕获时间,更适合工程使用。     

Generalized Zero-Padding Scheme for Direct GPS P-code Acquisition

Because of the long period and high chip rate of GPS P-code, direct acquisition is challenging. In the letter, the widely used Zero-Padding Scheme (ZPS) for direct GPS Pcode acquisition is generalized to investigate the effects of the ZPS on detection performance, parallel searching capability, and mean acquisition time. It is shown that, by adjusting the zeros padded to received signal according to signal to noise ratio, the Generalized Zero-Padding Scheme (GZPS) makes a better tradeoff between detection performance and parallel searching capability and further reduces mean acquisition time. The generalized zero-padding scheme can be easily applied to the previously proposed Zero-Padding Method (ZPM) and the Direct Average Method (DAM) to improve their mean acquisition time performance and it does not increase the implementation complexity of a receiver.     

卫星导航信号长码快速直接捕获算法研究

以对较低信噪比情况下的长码快速捕获算法进行了研究，分析比较了多种快速捕获算法，研究了一种基于FFT（快速傅立叶变换）的重叠平均块操作快速捕获算法，提出了该算法的工程实现方法，通过Matlab仿真分析了算法的捕获峰值、余量及捕获概率，并通过实验硬件平台分析了算法捕获时间。仿真实验表明该算法具有更快的捕获时间、更高的捕获概率。     

Performance of the GLONASS P-code at L1 and L2 frequencies

The transmission of satellite signals at two widely spaced frequencies allows correction of the ionospheric delay. Both GPS and GLONASS transmit such signals, and to date there have been no published dual frequency GLONASS studies. This paper shows the fundamental accuracy of the Leeds University multichannel GPS/GLONASS receiver. Details are then given of the processing methods that have been used to obtain the ionospheric group delay using GLONASS L1 and L2 P-code measurements. Examples of the measured delay are provided and compared with the GPS model. Navigation results are shown using the P-code phase at L1 only and with a combination of the L1 and L2 measurements. An analysis of the accuracy of the P-code pseudorange and navigation capability is presented.     

GPS接收机抗干扰性能仿真研究

从压制式干扰对GPS信号捕获的影响和对GPS信号跟踪的影响2个方面分析了对GPS接收机实施干扰的可行性;进行了GPS干扰性能仿真,建立了P码GPS接收机、P码GPS信号和GPS下行信道的数学模型和仿真模型;对单载波干扰信号、阶梯波扫频干扰信号和噪声调频干扰信号下P码GPS接收机的抗干扰容限进行了仿真实验,并给出了实验结果,最后对抗干扰容限仿真实验结果进行了分析。     

P码直接捕获的研究

为保证GPS系统具有更高的抗干扰能力,需要实现快速的P码直捕。因此文中研究了P码直捕的可执行性,对XFAST、均值法和多普勒频域补偿等算法进行了研究。并将直接均值法进行改进,提出了XFAST与均值法相结合的方法,并在频域进行分段相干累加。仿真结果证明,此方法更有利于硬件实现。     

双向大步进法实现P码快速捕获

提出了一种基于串并行结合的双向大步进P码快速捕获方案,提供了更大的多普勒频移容忍度和更快的捕获速度,与传统的滑动相关法相比捕获速度可以提高2个或更高的数量级.最后针对一些高动态下的应用提出了基于上述思想的改进的时-频域联合搜索方案.     

GPS系统中伪码P码基于FPGA的扩展

针对GPS系统使用直接序列扩频调制所使用的精测距码P码,P码具有定位精度高,长周期,结构复杂等的特性,以及其广泛的军事应用.通过对P码的产生原理进行深入研究,采用在Xilinx ISE中使用Verilog HDL语言,对P码产生电路进行硬件实现的方法,产生指定PRN号卫星的P码,通过对生成结果进行验证以及特性分析,以解决GPS中长周期精测距码（P码）不借助导航信息中短周期测距码的引导,实现P码的快速直接捕获的问题.     

基于FPGA的P码快速捕获模块设计

P码信号主要用于精确定位服务,比C/A码具有更强的抗干扰和保密能力,而复杂环境下弱信号捕获对灵敏度和时间指标提出了更高要求。从研究信号直接捕获算法角度出发,针对弱信号深入研究了基于快速傅里叶变换的频域伪码相位并行搜索的P码直接捕获算法的改进算法——重叠平均法,通过Matlab仿真实验,验证了算法的有效性,同时在现场可编程逻辑阵列中通过新设计思路,实现了该算法的捕获功能,且提高了硬件效率,减少了捕获时间。     

On-the-fly carrier phase ambiguity resolution for precise aircraft landing

Successful GPS on-the-fly (OTF) carrier phase ambiguity resolution for precise positioning at the centimetre level has already been demonstrated. This has usually been in good observation conditions, e.g. over short distances, lots of satellites, P-code pseudoranges available, and small unmodelled errors. In order for GPS to fulfil the rigorous ICAO Cat. III precise landing navigation requirements centimetre-level accuracy must also be obtained in more realistic conditions, e.g. A-S on, high-unmodelled errors and less than six satellites. Integrating GPS with other sensors, e.g. INS, is likely to aid ambiguity resolution in such conditions, but there are limitations. After discussing critically the OTF methods, approaches are examined which will provide the precise accuracy, reliability and integrity required. Combining GPS with one, or more, pseudolites to provide an extra geometrical constraint to aid ambiguity resolution is described. Flight tests using different configurations of pseudolites are carried out and analysed.