基于FFT算法的GPS信号快速捕获方法研究

在分析基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法的基础上，通过传统的时域二维串行码捕获方法和基于FFT算法的GPS伪码的捕获新方法所需要的运算次数的比较，在理论上论证了新方法伪码捕获速度得到提高的正确性和可行性。采用System View软件仿真实验验证了基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法理论的正确性，得出新码捕获方法较传统的码捕获方法得到捕获速度提高的结论，为GPS接收机适应高动态环境做了理论探讨。     

基于伪码子序列分段叠加的快速捕获算法

长周期伪码具有码片速率高、抗干扰等优点,许多扩频通信系统采用了长周期扩频码,但是由于其伪码周期长给捕获带来了一定的难度。针对现有长周期伪码捕获方法速度慢、频偏补偿精度低的问题,提出了一种基于伪码子序列分段叠加的快速捕获方法。该方法将本地伪码序列分为4个子序列,对每一子序列进行分段重叠累加形成新的子序列,然后将新的4个子序列构成两个联合参考序列。接收信号则以四分之一伪码速率进行抽样,将抽样序列与两个联合参考序列通过使用FFT进行快速相关运算来达到长周期伪码捕获的目的。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法扩大了搜索范围、提高了捕获速度和频偏补偿精度,具有良好的捕获效果。     

一种快速直接的长码捕获方法

传统的PMF-FFT算法用于直接长码捕获时,每次只能搜索一个码片相位,FFT的运算次数较多,捕获时间长,大步进PMF-FFT算法每次可以搜索多个码片相位,减小FFT的运算次数,从而加快了捕获速度.实验结果表明,该算法在长码捕获过程中能取得良好的捕获性能,具有广阔的应用前景.     

GPS L1C导航信号PMF+FFT捕获算法研究与实现

针对GPS L1C信号的频段特点,文中介绍了一种改进的匹配滤波器和FFT相结合的捕获方法。该方法有效结合了串行捕获与并行捕获的优点,在减少硬件资源的同时实现了信号的快速捕获,且在MATLAB平台上实现了伪码捕获的仿真及算法性能分析。该方法能提高导航系统在复杂环境下的抗干扰能力,为特殊环境下信号伪码捕获提供参考,可用于新型的导航信号接收平台的设计中。     

自适应检测窗伪码捕获算法

针对长伪码序列捕获中滑动串行捕获算法计算复杂度过高的问题,提出了一种自适应检测窗伪码捕获算法.该方法通过在不同信噪比条件下自适应构建检测窗,快速确定其在接收伪码序列中的位置信息,直接生成与接收伪码序列粗同步的本地伪码序列,完成捕获.仿真结果表明该方法大大降低计算复杂度并能在低信噪比条件下稳定工作.较之滑动串行捕获算法,该方法有更低的硬件实现复杂度,易于工程实现.     

扩频信号的一种快速捕获技术

介绍了一种双频域并行捕获算法及其快速实现方法,该方法通过将时域的相关运算转换成频域傅里叶变换的乘法运算实现码相位的并行搜索,且基于频域圆周移位的原理,通过对傅里叶变换序列进行循环移位实现多普勒频率的并行搜索,大大减小了运算量和捕获时间。和其他算法相比,本算法捕获时间能缩小一个数量级,尤其适于宽范围高动态扩频信号的快速捕获。     

实时软件接收机伪码快速捕获技术

为开发实时GPS软件接收机,文中首先分析了目前伪码并行捕获方法中系统复杂度和捕获速度之间的矛盾,设计了基于FFT的循环相关并行捕获算法.针对弱信号环境下低信噪比的情况,研究了适合该算法的解决方案,并提出改进的捕获算法,理论分析与实验结果证实了该方法在弱信号环境下具有较好的捕获性能,并能大幅度减少捕获时间.     

面向深组合导航技术的GPS软件接收机捕获算法

通过研究GPS软件接收机的捕获算法,在传统捕获模式基础上面向深组合导航技术,将外部其他导航系统给出的信息反馈入接收机,辅助信号捕获过程,可以使接收机的捕获速度提高数倍。在基于频域相关技术的捕获算法基础上,通过对频域数据进行分析研究,提出了利用伪距信息缩短相关伪码长度,利用多普勒频移信息缩小频率搜索范围以及截短频域信息减少相关运算量等三种提高算法效率,加快捕获速度的改进方案。通过建立捕获算法的仿真模型进行仿真,验证了改进算法的可行性,确定了改进算法的必要参数。仿真结果表明改进算法较普通算法在捕获速度、运算效率上具有显著的优势。     

一种低输入信噪比和低恒虚警约束下的PN码快捕算法

针对短帧突发模式下直接序列扩频( DSSS)通信系统要求在有限时间内以很低虚警和漏警概率捕获PN码相位这一难题,提出了一种基于数字匹配滤波器(DMF)的多码元非相干累加单次驻留检测的PN码快速捕获算法。它在传统单次驻留算法的基础上,用多码元累加来提高码相位判决量的信噪比,从而大大降低了低输入信噪比和低恒虚警约束下的平均捕获时间。分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能,仿真结果证明了该算法可以在低信噪比和低恒虚警条件下实现PN码的快速捕获。     

基于改型匹配滤波器的伪码快捕方法研究

为了实现高动态条件下对导航信号的快速捕获,以分段相关与FFT相结合的快速捕获方法为基础,研究了一种改型匹配滤波器的实现结构,对该结构进行了Matlab仿真,在仿真的基础上实现了FPGA设计。仿真和综合结果表明,采用改型匹配滤波器、分段相关、FFT相结合的快捕结构,显著提高了捕获速度、减少了捕获时间,同时节约了硬件逻辑资源。试验结果表明,该方法是一种有效的快捕方法。     

INS辅助的GPS接收机快速捕获技术研究

GPS信号的快速捕获是设计高动态GPS接收机所必需解决的一项关键技术。在高动态环境下,载体和GPS卫星之间的高速运动使信号产生很大的多普勒频移,同时由于频域带宽的增加,使频域搜索点的个数增多,给接收机快速捕获带来了困难。在分析了传统捕获方法的基础上,研究了在惯性信息辅助下进行快速捕获的方法,结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显的减少接收机捕获的时间,提高接收机的捕获性能。     

基于FPGA的扩频信号快速捕获电路设计与实现

针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题.该方法采用伪码100支路并行捕获的方案,从而大大减少的捕获所需的时间,有效地改善了系统的性能.同时,在Altera公司的Quartus II软件中,使用硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法进行了电路的设计实现.最后,把电路下载到Altera公司的StratixEPlSSOB956C6芯片中完成调试,测试结果表明该方法具有较快的捕获速度和较好的捕获性能.     

GPS码跟踪中C/A码的复现

对C／A码复现的原理、实现方法进行介绍,给出总体设计思路和工作时序图。阐述GPSC／A码复现器的实现方法,并进行仿真分析。分析表明,该方法可以根据码相位偏移量和卫星PRN号产生准确的GPSC／A码信号。该研究对GPSC／A码同步方法和P码以及卫星通信的相关研究有一定的参考依据。     

双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法

针对长周期伪码捕获引发的军事通信信号捕获速度受限、效率低等问题,从时域快速捕获角度出发,提出了一种双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法。该算法利用复序列频谱的非对称性进行截断预处理;结合双块零扩展与圆周移位进行分块相关以减少运算量,提高捕获速度;采用能量补偿改善环境适应性,从而有效实现二维快速捕获。仿真结果表明,新算法的捕获速度及环境适应性优于传统的时域捕获算法。     

高动态扩频信号捕获的多普勒补偿

分析了多普勒效应对扩频信号捕获的影响,介绍了对载波多普勒和伪码多普勒频率的补偿方法,研究了对于多普勒变化率的补偿方法,并对该方法进行了相应的仿真。仿真结果表明,引入补偿之后,能够有效减少多普勒频移和变化率对于扩频信号捕获的影响,提高捕获门限。     

基于延迟与累积结构的伽利略信号快捕方案

伽利略接收机的捕获速度是决定其能否应用于高动态环境的关键指标之一.基于延迟、累积捕获结构,提出了一种高动态Galileo卫星信号快捕方案.首先采用延迟、累积捕获结构寻找各颗卫星的BOC码起始点;然后对处理后的混频信号进行频谱分析,实现各卫星多普勒成分的分离、估计.该方案将传统的二维捕获过程简化为两个一维搜索过程,提高了捕获速度和接收机的动态适应能力.通过对模拟信号进行仿真实验,验证了该捕获方案的有效性.