GPS卫星信号的捕获算法

GPS接收机运行中,卫星信号高效捕获是准确定位的前提和基础,捕获算法决定捕获效果,对于接收机性能具有重要影响。算法不同,捕获质量也有所差别。文章从GPS信号结构入手,从不同方面探讨GPS卫星信号捕获算法,并借助仿真结果验证捕获方案准确性。     

BOC(10,5)卫星导航信号捕获算法研究及软件仿真

二进制偏移载波（BOC）调制是一种新的导航信号调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,具有十分重要的应用价值和发展前景。详细分析了BOC(10,5)调制信号的特性,并对功率谱密度函数、自相关特性等进行了分析和仿真。提出了一种基于快速傅里叶变换（FFT）的分段迭代快速捕获算法,旨在提高信号快速捕获的准确性。通过仿真验证表明,软件接收机成功实现了对BOC(10,5)调制信号的捕获,可以为导航信号处理算法研究以及导航接收机开发提供良好的技术支撑。     

一种适用于BOC(1,1)信号的精准捕获结构

对于目前应用较多的BOC(1,1)型信号的自相关函数有两个峰值导致捕获不够精确,文章研究了一种新的捕获结构。该结构在本地设置一路正交BOC(1,1)信号,基于CCRW的思想来组合新的目标函数。理论分析与仿真都验证了新捕获结构的优良特性,该结构完全消除了副峰的同时,并提高了主峰的峰值,且算法简单易于实现。     

卫星导航信号频域抗干扰后相关峰建模及对捕获性能影响分析

卫星导航信号容易受到强干扰的影响,频域抗干扰算法是常用的抗干扰算法之一,但该方法实现有效干扰抑制的同时也会导致信号相关峰的畸变,从而造成导航信号接收性能下降.为了分析频域抗干扰算法对导航信号接收性能的影响,建立了抗干扰后信号相关峰畸变模型,并从信噪比损耗、第一旁瓣位置、峰值旁瓣比三个参数对相关峰模型进行深入分析,进一步建立了抗干扰后信号的捕获性能模型,同时对比了不同捕获策略下的捕获概率.理论分析和数值仿真结果表明,频域抗干扰后的相关峰的信噪比下降且出现了旁瓣,畸变参数与干扰参数密切相关,抗干扰滤波器会导致信号捕获性能下降.该研究成果对干扰场景下提高导航信号捕获性能提供了重要的模型支撑.     

新旧体制兼容的卫导信号捕获方法研究

以 BOC 调制方式为基础的新体制信号在现代化全球卫星导航系统中已展开应用, 相较传统 BPSK 调制,新体制信号在提高导航性能的同时也带来捕获模糊度。文中针对信号新旧信号的捕获问题,分析了 BOC 调制方式及其信号特性,介绍了一种兼容新旧体制信号的快速捕获方法。结果表明,该方法可有效解决捕获模糊度和兼容性问题。     

基于DSP的BOC信号捕获算法实现

针对BOC调制信号自相关函数多峰值造成的捕获模糊性问题,提出一种基于相关函数的去模糊性捕获算法。该算法能消除接收信号载频的影响;根据BOC伪码的相关函数计算原理构造与收信号相关的两路本地信号;根据相关结果的对称性,通过简单数学运算组成一个完全无模糊性的相关函数。理论分析和仿真结果表明,相比ASPeCT算法及重构相关算法,提出的捕获算法的主峰均值比例更高,副峰均值比例更低。在两径信道中,当时延小于一个码片时,该算法的主峰能量可达100%。利用TMS320C5509A芯片进行算法验证,进一步验证了该算法的有效性。     

BOC信号捕获的设计与实现

BOC调制作为一种导航信号体制具有良好的抗多径和抗干扰性能,实现共用载波频率条件下的频谱分离.分析了BOC信号的频谱特性及自相关特性,提出了基于并行码相位搜索的改进算法,设计了正交IQ捕获算法,对两路并行捕获,仿真结果显示算法的正确性以及优越性.     

序贯检测在“北斗”卫星信号捕获过程中的应用

为了提高“北斗”系统的捕获性能,解决在弱信号环境中无法有效捕获与检到卫星信号的问题,在“北斗”系统的捕获方法中采用序贯检测的方式进行了改进与优化。分析后得出,序贯检测通过双门限与待检测区,使得样本数灵活可变,可以有效应对不同信噪比的信号,在强信号与弱信号下都有良好的效果。通过仿真对序贯检测方式与传统检测方式进行了性能上的比较与分析,结果表明,序贯检测逻辑不仅达到了传统检测方法中预期的检测概率和虚警概率,同时具备更高的性能与灵活性,强信号下缩短了捕获时间,提高了捕获效率;弱信号下提高了2～3 dB信噪比增益与捕获性能;既保证了该检测逻辑的可行性,又为捕获检测过程提供了一种思路与方法。     

Galileo接收机中E1-BOC信号的捕获技术研究

在基于对Galileo系统中BOC信号的基本特性分析以及基于E1信号的信号模型建立的基础上,对目前流行的几种捕获算法进行了介绍,并提出了一种基于能量搜索的两路相干的对Galileo E1-BOC信号的捕获算法,并对其进行了仿真。仿真结果表明,该方法不仅具有更好的灵敏度指标,而且也能减小其频率搜索数目。     

Galileo E1-B/C仿真信号合成通道设计

针对Galileo信号合成中超长测距码生成以及功率控制的硬件实现难题,设计了双口RAM的重载查表式测距码生成器,同时,基于CBOC副载波特性,提出了比例因子功率控制的优化方法,并进行了仿真实验对比.结果表明:该方法设计的信号合成通道极大地节约了内存空间和硬件乘法器资源,单片FPGA内信号合成通道的集成数量扩大1倍以上,...     

卫星导航系统民用信号设计需求分析

信号体制的现代化设计是卫星导航系统现代化设计的重要前提和依据。以全球卫星导航系统用户需求和现代化升级建设为立足点分析了民用导航信号需求:采用定性与定量相结合的方法,分析了各类用户功能和性能指标、系统兼容和互操作等方面对民用信号的设计需求。主要结论如下:民用信号至少设计3个频点;在航空无线电导航频段设计2个民用信号;各个频点信号独立设计、互为备份并尽可能考虑信号的多样化设计。研究结论为卫星导航系统信号体制的现代化设计提供分析思路和设计依据。     

基于虚拟卫星的隧道内卫星导航信号增强方法

针对现有卫星导航接收机在隧道内无法有效定位的问题,提出了基于虚拟卫星的隧道内卫星导航信号增强方法。通过建立信号传播模型,在隧道两端模拟位于隧道延长方向的低仰角卫星的导航信号,发出后在隧道内接收解算,实现定位。同时,使用信号时延控制方法对伪距误差进行预补偿。经过硬件系统的实验分析,验证了其在隧道内的定位能力,仿真实验结果表明系统定位精度满足大部分隧道需求。     

多卫导组合系统的快速选星算法研究

 分析了多卫导组合系统几何精度因子(GDOP)与可见星仰角和方位角的关系,并由此提出了一种适用于多卫导组合系统的快速选星算法,首先提出了选星前后GDOP相对比值随选星数增加的负指数衰减模型,使用户可根据对定位精度的具体需求实时确定所需次优星数,其次基于可见星的仰角将所有可见星进行分类:低仰角区、中仰角区和高仰角区,最后通过可见星方位角的排序、作差,给出了中仰角区被排除卫星的分布规律,实现间接选星.仿真结果表明,该算法相对于传统的选星算法计算量大大减小,并在损失约12%的GDOP值的情况下,可有效减少近50%的导航运算量.     

部分匹配滤波器在高动态卫导信号快捕的应用

文中研究了部分匹配滤波器在高动态卫导信号快速码捕获中的应用.在多普勒频率偏移较大和PN码较长的条件下,分析了无FFT补偿和有FFT补偿的归一化匹配滤波器输出,并对部分匹配滤波器(PMF)进行了改进,将它细分成更小的部分匹配滤波器(SPMF),使得SPMF-FFT结构能够在码捕获性能和系统复杂性之间作出一个很好的选择.还分析了信噪比与归一化平均捕获时间的关系,仿真进一步验证了本方法的有效性和可行性.     

雷达信号的采集与分析

提出了由数字存储示波器、计算机和Ｌａｂｖｉｅｗ＋Ｍａｔｌａｂ软件组成地雷达信号采集与分析系统,并给出了应用实例,实际应用表明该系统具有良好的性能。     

基于遗传算法的UWB信号非相干捕获方法

 本文针对动态信噪比环境超宽带（UWB, Ultra WideBand）信号的非相干捕获,提出了一种基于遗传算法的信号捕获方案.以遗传算法结合在线估计接收信噪比,搜索积分窗口长度与定时位置的参数组合,实现系统要求的比特错误概率.该方法解决了传统捕获方案在未知信噪比条件下积分长度无法择优选取以及捕获门限难于设定的问题.仿真结果表明,基于遗传算法的二维参数捕获方法与传统Look and Jump by K steps算法相比有效的提高了未知信噪比条件下的系统捕获性能,拓展了UWB非相干系统的应用范围.     

单轨吊信号采集系统

该文的信号采集方案是针对单轨吊系统设计的。在单轨吊运行过程中,信号采集是必不可少的一部分,实时、精确、高速的信号采集系统对机车的正常运行非常重要。本装置以PIC单片机为核心,PIC单片机自带CAN通讯接口,通过CAN总线实现信号的传输。该系统应用于单轨吊机车中,可以实现信号可靠地采集,并保证机车正常运行。     

欧洲伽利略卫星导航系统和定位技术

介绍了伽利略卫星导航系统的概念和特征,对比Galieo信号和GPS信号的性能,给出了Galileo的性能增益.就A-GPS、A-Galileo和A-GNSS的定位性能进行了详细对比,对在未来3G移动通信系统中的应用进行了前瞻.