测距码是卫星导航的顶梁柱——GNSS导航信号的收发问题之三

在GNSS导航信号的应用中．伪随机噪声码．担负着承载卫星导航电文和测量站星距离等作用。GPS／GLONASS／Galileo／北斗卫星都采用伪随机噪声码做测距信号,人们习惯将它们所用的伪随机噪声码称为测距码。本文以GPS卫星所用的测距码为例,论述了它们的生成及其有关问题,进而给出了用我们自行研制的软硬件生成的32颗GPS卫星C／A码起始25码元列表和一个1023个码元的c／A码实例．供读者做相关研究参考,也为较深入了解北斗卫星导航信号提供参考。     

GPS信号C/A码生成算法设计及仿真实现

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种基于卫星的定位系统,向全球范围内的用户全天候提供高精度的导航、定位和授时服务.GPS系统的测距码可以分为粗码(C/A码)和精码(P码),其中C/A码用于民用导航.本文在深入研究C/A码信号生成原理的基础上,利用Matlab对C/A码信号的实现方式进行了仿真实现和分析.仿真结果进一步证实了该方法的正确性和可行性.这对在仿真平台上进一步研究真实环境下的GPS信号,使其能捕获跟踪复杂环境下的卫星信号,改进卫星接收部分的性能有着十分重要的实际意义.     

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.     

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。     

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.     

无人机载干扰设备与导航GPS的电磁兼容

介绍了GPS采用的伪随机噪声编码、直接序列扩频等抗干扰功能,分析了GPSP（Y）码和C／A码抗干扰所需干信比。根据GPS卫星信号到达地面的信号强度,给出了干扰设备发射通道和GPS有源天线的概要设计,并对干扰设备发射通道滤波器的阻带抑制进行了计算,综合分析了干扰设备与导航GPS的电磁兼容性。     

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。     

GPS M码、C/A码和P码性能比较研究

M码信号是GPS信号现代化的一项重要内容,是GPS系统采取的主要抗干扰措施。美国GPS联合计划办公室已于2001年8月批准了M码信号结构,并在2004年发射了第一颗M码卫星。简要介绍了M码调制原理和频谱特性;在此基础上,结合C/A码和P码的频谱,根据定义的带限功率、带限信号的均方根带宽、频谱隔离系数和有效矩形带宽4种参数对M码、C/A码和P码性能进行了比较分析。     

GPS导航卫星播发的信号是什么样的? 第七讲

GPS全球定位系统在空间运行的卫星播发的无线电导航定位信号,是一种可供无限用户共享的信息资源。GPS全球定位系统的出色性能来自于导航信号的扩频技术,相对传统的无线电信号系统而言,扩频信号通常会占用大量的无线电频谱。GPS信号在每次传输时都会加载一个快速码,这些码是根据它们的自相关和互相关特性而选择的,这些特性能够实现精确测距并帮助抑制信号反射,同时允许所有卫星同时使用相同的传输频率,并帮助抑制其他有意无线电信号干扰(射频干扰)。     

基于高增益接收系统的Galileo E1信号质量评估方法研究

Galileo系统在E1频点采用Interplex调制方式播发导航信号,由于缺乏E1信号功率分配和伪码序列等先验信息,一般的研究人员只能开展有限的信号质量特性研究.针对该问题,提出一套基于高增益天线的空间信号质量评估方法,实现了E1授权信号的解析,完善了E1信号评估体系.运用相关功率法来解决信号分量功率比问题,采用跟踪结果解决相位偏差估计问题,提出加权组合平均和码相位平均相结合的新型时域波形分离方法,克服了电文和码多普勒对时域波形特性评估的影响,采用S曲线过零点偏差（S-curve offset Biases,SCB）等参数进行信号测距偏差定量评估.通过该方法对Galileo GSAT-0214卫星进行了评估,结果显示：该卫星E1各信号分量SCB小于0.2ns,测距性能优异,其复用效率达到了97.8%,优于GPS L1信号和北斗三号系统（BDS-3） B1信号.     

对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析

针对单频连续波干扰极易通过频域滤波加以抑制,而宽带连续阻塞式干扰又存在干扰效率低下的问题,提出脉冲连续波这种新的宽带梳状拦阻式干扰样式。根据C/A码、P(Y)码和M码信号功率谱特点分别设置脉冲连续波的干扰频率覆盖范围。以码跟踪误差作为干扰效果评估指标,对不同干扰环境下采用窄带非相干延迟锁定环的GPS接收机码跟踪性能进行仿真分析。仿真结果表明:脉冲连续波干扰对不同伪随机噪声码(PRN)编号和副载波调制相位下的C/A码和M码信号影响是不同的,在相同干信比(JSR)条件下,脉冲连续波的干扰效果要优于宽带高斯噪声和匹配谱干扰。     

扩频体制卫星抗干扰性能分析

针对扩频体制卫星跟踪过程中出现的干扰问题,从伪随机码调制入手,分析伪随机码调制的直接序列扩频信号的自相关函数和功率谱,讨论直接序列扩频信号的抗干扰性能,给出比较详细的理论推导并进行仿真验证,对仿真结果作进一步分析。仿真结果表明,在码型和码长相同的条件下,不同伪码间的互相关值越低,信号间的干扰越小;同时,提高伪码速率,能够有效提高信号的抗干扰能力。     

直扩信号伪码的盲估计方法的研究

对直接序列扩频通信的信号检测方法进行了综述,重点讨论了自相关域检测方法、四阶累积量方法、谱分析与信号子空间分解法,其中四阶统积量方法和谱分析与信号子空间分解法的最低检测门限远低于相关算法,谱分析与信号子空间分解法在直接序列扩频(DS/SS)信号的伪码周期估计以及伪码序列盲估计中,利用功率谱二次处理结合信号子空间分解的方法可以实现对低信噪比DS/SS信号的估计。     

GPS信号和其干扰的Matlab仿真

文中主要以Matlab为平台,对GPS信号的信号结构(数据信号,C/A码)、GPS的多种干扰方式进行仿真,并分析了不同干扰的干信比与误码率关系。     

改进型数字匹配滤波器在直扩系统中的应用

数字匹配滤波器（DMF）在扩频通信的扩频码同步中得到广泛应用。将接收到的射频信号数字化后直接应用DMF,达到先解扩后解调。可以获得系统所需的扩频增益。本文在传统的数字匹配滤波器的原理和结构的基础上,设计了一种改进型数字匹夥滤波器,其输入信号为已经过数字化的射频接收信号。将该信号经过K路不同的延时,并行退入DMF,完成系统的扩频码同步。该改进型数字匹配滤波器将包络与阈值比较的时刘固定,减少了比较器的比较次数,降低硬件负担。     

一种利用小波降噪的卫星导航信号并行捕获算法

针对全球定位系统（Global Positioning System,GPS）接收机传统捕获算法计算复杂度高、捕获灵敏度低等缺点,提出了一种可降噪的简化并行码相位捕获（Noise Reduction for Simplified Parallel Code Phase Acquisition,NR-SPCA）算法。该算法通过对信号降采样,利用小波变换对二次采样信号作降噪处理,提高了捕获灵敏度;利用GPS信号和C/A码互相关的稀疏性,并行计算降噪后的信号的相关值,提高了运算效率。仿真结果表明,在90%概率捕获成功的前提下,NR-SPCA算法比传统的PCA算法信噪比低1 dB,运算效率提升了100%。该算法还可应用于航天探测、自动驾驶等领域。     

高动态GPS信号模拟器信号强度问题研究

高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号。GPS卫星信号模拟器有多种技术要求,其中,模拟器输出信号的强度是研制模拟器所必须解决的一项关键技术。该文通过对GPS信号解调解扩后信噪比分析,导出了模拟器模拟的GPS卫星信号的强度如何客观地反映真实情况。实验结果证明了所提方法的有效性。     

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。     

时分数据调制偏移载波信号的多参数盲估计

针对时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)信号副载波速率、伪码速率以及载频等参数盲估计问题,该文提出一种基于频域累积的循环自相关算法。首先在接收端对TDDM-BOC信号求循环自相关函数,再在频域累积,通过检测不同切片上的谱峰间隔,可以同时估计以上多个参数。仿真实验证明了改进型的循环自相关算法能在低信噪比下达到较为精确的估计性能,这为我国北斗导航接收机的研发提供了一定的理论参考。