一种新的差分相关直接P码捕获的算法

在卫星接收机的信号捕获过程中,相对于非相关的捕获方法,基于差分相关捕获算法在提高信噪比方面更有优势.由于P码产生速率高,利用传统的差分相关积分算法将很难捕获信号,所以提出一种新的基于位同步的差分相关积分算法,该算法的平方衰减现象与非相干次数密切相关,积分增益受限于GPS调制的导航电文,通过捕获P码的周期特征来实现位同步...     

基于频域差分的“北斗”三号信号快速捕获算法

针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题,提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算（Fast Fourier Transform,FFT）算法,利用加窗和补零的方式提高FFT的频点分辨率并抑制扇贝损失,通过频域差分的方式弥补相干积分时间短和非相干平方损失带来的信噪比不足。理论分析和仿真实验证明,该算法优于传统非相干积分,能实现“北斗”三号信号的快速捕获。     

新的微弱GPS信号快速捕获算法

弱信号环境下快速有效的C/A码捕获算法,在高灵敏度GPS接收机中占据着重要地位,同时也是高灵敏度GPS接收机实用化的关键。通过对捕获信号相关幅值的统计特性分析,从理论上揭示了微弱GPS信号难于捕获的根本原因,并论述了当前主要的数据累积方法的利弊。通过对GPS系统和导航电文格式的分析,将快速相干累积与卫星位置预测相结合提出了新的GPS微弱信号捕获算法。理论分析和仿真结果表明了本算法的可行性,在信噪比SNR为-43dB时可以稳定地捕获GPS信号。使用实际数据测试表明,该算法能明显增加捕获到的卫星数量。     

GPS基带信号处理方法综述

全球定位系统(GPS)广泛应用于导航、测量、应急通讯等领域,近年来对GPS卫星基带信号捕获跟踪过程的研究日益深入,为此对捕获和跟踪算法进行系统的总结和对比.根据数字中频信号与本地信号混频后的处理方式将捕获算法主要分为相干捕获、非相干捕获和差分相干捕获等,根据跟踪环路功能将跟踪算法分为载波跟踪和码环路跟踪,分别对捕获和跟踪算法进行对比;归纳近几年捕获和跟踪的改进算法,分析其优缺点.最后展望捕获和跟踪算法的发展趋势.     

基于小波变换的GPS微弱信号捕获组合算法

针对战场环境下GPS信号易受到敌方压制式干扰而产生严重衰减,提出了一种相干积分、非相干积分和小波降噪相结合的组合算法。该算法先通过相干积分和非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免导航数据位可能发生跳变的特性,然后采用小波降噪技术,克服信号与噪声的频带相互重叠时,滤波效果变差的问题,实现对弱信号的捕获。仿真结果表明,采用20 ms的相干积分时间、5次非相干积分和小波降噪,可以接收比传统方法低5 dB信噪比的微弱GPS信号。这种方法容易实现,预测可靠,具有实际应用价值。     

基于GPS软件接收机平台的弱信号捕获算法研究

为了解决GPS弱信号的捕获问题,以GPS软件接收机为平台,首先建立了消除考虑多普勒频移对码片传输影响的精确GPS信号模型;在此基础上,采用了一种相干/非相干积分相结合的改进型块数据捕获算法实现了对弱信号的有效捕获。该算法综合考虑了非相干积分引起的噪声影响,并提出一种易于工程实现的非相关积分损耗补偿方法。最后,通过一组实测数据,验证了改进的相干/非相干相结合捕获算法,补偿了由于非相关积分带来的积分损耗,能够有效地实现对弱信号的捕获。     

弱导航信号捕获技术仿真分析

本文介绍了导航信号的特点及低信噪比条件下的捕获思想和方法,分析了相干积分、非相干积分及二者相结合的原理。对于GNSS信号的搜索捕获采用长时间相干积分算法,会导致频率的搜索范围增加;采用非相干积分算法将增加平方损失：采用相干积分与非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免多普勒现象产生的影响,实现对弱信号的捕获。仿真结果表明,采用20ms的相干积分时间和5次非相干积分,在没有互相关干扰的情况下,可以接收信噪比为一35dB的弱信号。     

一种高动态、弱信号GPS比特同步方法

为了实现高动态、弱信号条件下的GPS信号的比特同步,该文提出了一种基于差分相干累加的比特同步方法,简称差分累加法。该方法将一个导航数据比特周期内的复相干积分值与间隔为整数位导航数据比特长度的相应值进行差分相干累加后再进行非相干累加作为统计量,计算20个候选位置的值,最大值对应的差分相干累加起始位置即为导航数据比特边界位置,从而实现比特同步。仿真结果表明,差分累加法适合高动态、弱信号GPS比特同步。     

北斗导航信号捕获系统的硬件设计与实现

北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星导航系统,是继美国的GPS以及俄罗斯的GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统的卫星信号采用了二次编码技术,限制了相干积分的时间,给北斗导航信号的捕获带来了挑战,因此本文提出了基于4ms的遍历并行码相位搜索的卫星捕获算法,用来解决这个问题,提高卫星捕获的灵敏度,提高卫星捕获的性能。     

一种避免二次编码跳变影响的"北斗"弱信号捕获算法

在现阶段,"北斗"B1I信号在D1导航电文中引入现代化GPS和Galileo系统常用的二次编码调制,使得比特跳变周期变短,降低了系统的捕获灵敏度.为解决上述问题,提出了一种基于码元排布顺序的改进相干累积捕获算法,通过分组来遍历并统计一个数据段的累加和相关值,并且采用一种改进的判决方法进行双重判决,最终确定其中最大相关值并完成捕获.此方法有效延长了积分长度,克服了因Neumann-Hoffman(NH)码造成的相干累积时间过短的缺陷,能改善在低信噪比环境下的信号捕获能力.在高斯白噪声模型下对各个捕获算法进行的仿真对比结果表明,所提算法在低信噪比(-36～-34 dB)情况下,与补零算法相比,信号捕获灵敏度有约1.7 dB的提升.     

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息.目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出.普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位.为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在...     

卫星导航信号模拟器体系结构分析

卫星导航信号模拟器是一种高精度的标准信号源,可以产生卫星导航信号(GPS、GLONASS、Galileo等),为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境。分类介绍了当前世界上主要的卫星导航信号模拟器产品,并对其体系结构进行了分析。     

同阶二元偏移载波调制信号跟踪技术

针对同阶二元偏移载波调制卫星导航信号,提出一种高效新算法解决信号跟踪中的模糊性。分析了同阶二元偏移载波调制原理、信号跟踪模糊性及解决方法,利用本地扩频码与接收信号的相关函数特点,构建了码跟踪环路鉴相曲线,选择了合适的相关间距作为符号判决,联合构成鉴相器,推导了算法设计的正确性,给出了实现架构。仿真结果表明,码相位捕获误差±0.9个码片内均可正确跟踪。该方法可进一步应用于全球卫星导航系统新体制信号的接收处理。     

Split-sum correlator simplifies range computations in GPS receiver

A novel correlator architecture for handling the satellite-to-receiver time skew in a Global Positioning System (GPS) receiver is presented. The correlator's signal integration and numerically-controlled oscillator updates are referenced to receiver time epochs rather than satellite epochs as in traditional architectures. To avoid straddling navigation data bits, the correlation is split into two parts. The technique was successfully implemented and integrated into a field programmable gate array-based multichannel software GPS receiver     

SAW based convolver for GPS signal acquisition module

Aiming at acquiring navigation signal with weak strength at large speed in challenging environment, SAW convolver is employed to implement partial correlation in weak strength and high dynamic GPS signal acquisition. After introducing principle of GPS signal acquisition, difficulty in acquiring GPS signal in special environments, for example indoor, urban street and woods, is analyzed in detail. The suitability of SAW device in acquiring challenging GPS signal is discussed about. A novel GPS receiver structure based on SAW device is proposed. In final, simulation is performed to testify effectiveness of this new structure.     

一种GPS/INS组合导航缺星情况下的方法研究

为了提高GPS/INS组合导航系统在卫星信号缺失情况下的导航精度,采用基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型,利用虚拟卫星法构造虚拟观测量,与真实观测量一起参与滤波。针对非线性滤波应用中的问题,采用强跟踪滤波原理和均方根策略对CKF进行改进。通过仿真实验,验证了改进算法和虚拟卫星法的可行性,在卫星信号缺失情况下可以提高导航精度,提高了组合导航适应复杂环境的能力。     

Detection and Processing of bistatically reflected GPS signals from low Earth orbit for the purpose of ocean remote sensing

We will show that ocean-reflected signals from the global positioning system (GPS) navigation satellite constellation can be detected from a low-earth orbiting satellite and that these signals show rough correlation with independent measurements of the sea winds. We will present waveforms of ocean-reflected GPS signals that have been detected using the experiment onboard the United Kingdom's Disaster Monitoring Constellation satellite and describe the processing methods used to obtain their delay and Doppler power distributions. The GPS bistatic radar experiment has made several raw data collections, and reflected GPS signals have been found on all attempts. The down linked data from an experiment has undergone extensive processing, and ocean-scattered signals have been mapped across a wide range of delay and Doppler space revealing characteristics which are known to be related to geophysical parameters such as surface roughness and wind speed. Here we will discuss the effects of integration time, reflection incidence angle and examine several delay-Doppler signal maps. The signals detected have been found to be in general agreement with an existing model (based on geometric optics) and with limited independent measurements of sea winds; a brief comparison is presented here. These results demonstrate that the concept of using bistatically reflected global navigation satellite systems signals from low earth orbit is a viable means of ocean remote sensing.     

一种新型的多址导航信号体制研究

本文从导航信号设计的决定性因素出发,论述了导航信号设计采用不同多址技术的优缺点。通过Locata新体制信号的组成及特征分析,说明Locata信号与GPS卫星导航信号的区别;并从新体制信号的相关性和互相关性研究出发,通过试验仿真分析了新体制信号与GPSC/A码信号的兼容性,最后给出新体制信号与GPSC/A码信号兼容接收应注意的问题。     

Enhanced collective detection for GNSS weak signals acquisition in Rayleigh channel

Global navigation satellite system applications based on high sensitivity and weak‐signal acquisition is a difficult task and has become an important research area. Algorithms and techniques are proposed, principally those associated to cases of limited global navigation satellite system signal availability. Collective detection is a new technique that seems to offer better solutions in a such situation. This paper presents a performance analysis of GPS L₁ noncoherent acquisition via collective detection based on the systematic and efficient collective acquisition algorithm in the Rayleigh fading channel, firstly in the case of a fixed threshold detection and secondly in the case of adaptive threshold detection based on a constant false alarm rate. To compare these methods with traditional acquisition schemes, we develop detection and false alarm probability analytic expressions.     

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。