北斗B1I信号的捕获算法

北斗B1I信号的捕获是北斗2代接收机的核心模块,它是基于码相位和多普勒频移二维搜索的过程.对于捕获模块,通常采用并行码相位搜索捕获算法来实现对空中可见卫星的捕获.针对信号较弱情况下的卫星捕获,采用了非相干累加与并行码相位搜索捕获相结合的方法.测试结果表明,该捕获算法能够有效快速地实现弱信号的捕获.     

GPS L5并行码相位捕获算法仿真分析

GPS L5信号是GPS现代化中一个新的民用信号。基于此,从Galileo信号及其捕获算法的简单分析引入GPS L5信号并行码相位搜索的研究,并对GPS L5信号的捕获进行仿真分析。通过研究表明,在GPS L5并行码信号捕获中,双信道并行码相位搜索算法的捕获能力最强但计算量最大。pilot channel并行码相位搜索算法的计算量与data channel并行码相位搜索算法的计算量相同,但捕获能力比双信道并行码相位搜索算法强。     

北斗信号快速捕获研究与仿真

捕获速度和捕获多普勒误差影响着北斗接收机的工作性能,北斗信号导航电文的高数据率使传统通过加长快速傅里叶变换(FFT)数据长度来精细化多普勒频移估计的方法不再适用.在研究北斗信号结构和并行码相位搜索捕获原理的基础上,利用FFT对北斗信号实现快速捕获,根据信号相关幅值与多普勒频移估计误差的关系,采用曲线拟合对多普勒频移进行精细化估计,提高了北斗信号的捕获性能.利用采集的北斗导航模拟器信号和MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果表明,在1 ms相干积分时间下,并行码相位搜索捕获算法成功捕获到全部卫星信号,经曲线拟合精细化之后的多普勒频移估计误差小于50Hz.     

基于DSP Builder的GPS/BD2快捕算法设计与实现

介绍了GPS L1频点和BD2 B1频点并行码相位捕获算法的基本原理。为了提高捕获速度,减少计算量,保证捕获精度,易于电路实现,采用固定位置的平均采样方法改进了捕获算法。在Simulink/DSP Builder环境下设计实现了GPS和BD2卫星的快速捕获电路。仿真和实际测试结果表明,DSP Builder图形化设计环境能够高效地完成改进捕获算法的电路设计,而且算法既能发挥FPGA的并行特性又能降低对资源的要求,设计的电路在保证捕获精度的同时达到了双模双通道数据实时处理和快速捕获的要求。     

UWB定位系统中标签接收机的FPGA实现

本文给出了一个适用于超宽带(UWB)定位系统的标签接收机实现方案,针对该方案的基带处理部分,提出多路并行能量收集非相干检测与线性步进相位搜索相结合的方法,实现简单、快速的超宽带信号同步捕获;捕获之后,采用三态循环检测算法对标签用户码(ID码)进行识别.相对于传统的相干检测捕获以及单一的用户码检测、判决识别算法,体现了该方案具有实现简单、捕获迅速以及识别准确的优越性.最后,在QuartusII6.0的平台上,通过VHDL编程设计与仿真,验证了该方案的可行性以及有效性.     

一种高动态环境下 COMPASS 卫星信号快速捕获算法

在对传统的卫星信号捕获算法分析的基础上,提出了一种惯性导航系统(INS)辅助的基于部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(FFT)相结合的捕获算法。在此算法中,利用惯性导航设备提供的信息计算多普勒频率,通过部分匹配滤波器和 FFT 相结合的算法并行搜索载波频率和码相位。该算法不仅能缩小多普勒频率的搜索范围,而且能够快速搜索码相位。仿真结果表明,此算法能够在高动态环境下成功捕获 COMPASS 卫星信号,并且明显减少捕获时间。     

一种用于微弱GPS信号处理的快速捕获方法

微弱GPS信号的捕获处理将使运算量急剧增加,传统的方法难以实现快速捕获以保证信号处理的实时性.针对解决捕获微弱信号问题,根据GPS的C/A码本身的相关特性和计算机基本运算的时间特性,提出了一种改进的快速串行搜索和FFT搜索捕获方法,在同等精度下,大量减少运算量,提高捕获速度,保证了高灵敏度GPS软件接收机的实时性.仿真结果表明,对不同载噪比的GPS中频信号数据应用改进的串行搜索捕获法可以节省时间近40%,满足微弱GPS信号的快速捕获要求,为设计提供了依据.     

基于匹配滤波器与FFT的伪码快速捕获方法及性能分析

针对GPS信号伪码捕获消耗资源大与捕获时间长的问题,采用匹配滤波器(MF)与快速傅里叶变换(FF-T)相结合的方法.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.详细推导了该算法的理论,并在Matlab平台上实现了伪码捕获的仿真及算法性能分析.分析表明该算法较其他算法在减少资源消耗、实现快速捕获及抗干扰方面有较大的优越性,并可应用于下一代全球导航卫星定位系统(GNSS)信号的捕获,为新一代的卫星伪码捕获奠定了基础.     

基于System Generator的GPS快速捕获算法的实现与验证

目前在GPS接收机中,对码的捕获一般有两种方法:串行搜索方法和并行搜索方法。串行搜索方法硬件实现简单,但其捕获时间较长,计算量大,完成一个码搜索需约2分钟左右时间。导航接收机需要较高的数据更新率,这就要求捕获时间变得更短。重点研究在SDR(Software Defined Radio)平台上通过FFT实现频域并行快速捕获算法。使用Xilinx公司的系统级建模工具System Generator完成对XCVFX60FF1152这款V4系列的FPGA芯片编程,完成了频域捕获算法的硬件实现,并验证了结果的正确性。     

BD2快速捕获方法的研究与FPGA实现

针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维搜索,以此缩短捕获时间和减少资源的消耗。首先对算法的数学模型进行推导,然后对快速捕获的核心模块——sinc内插单元、折叠匹配滤波单元以及FFT谱分析单元的原理和FPGA电路实现进行了详细的论述。最后通过在 Modelsim 软件平台上的验证,证明了该实现方案具有设计合理、捕获速度快和资源消耗低的特点,在应用于北斗信号捕获的同时,还适用于其他系统的伪随机码捕获。     

GPS软件接收机信号捕获频率分辨率的研究

为了提高GPS软件接收机信号捕获的载波频率分辨率,在频域并行频率空间搜索捕获方法中,利用加大分析数据长度可以提高频率分辨率的优点,结合频域并行码空间搜索捕获方法,构成了一种混合搜索方法。仿真结果表明本方法在略微增加捕获时间的基础上提高了载波频率分辨率,保证了后续信号频率跟踪环节的准确性和快速性。     

GPS软件接收机捕获跟踪算法研究与仿真

本文对GPSL1软件接收机的捕获跟踪算法进行了研究。GPS信号的捕获分别采用时域滑动相关捕获方法和频域快速捕获算法，通过分析比较认为频域快速捕获算法计算量大为减少；在GPS信号跟踪中，采用非相干延迟锁定环（DLL），锁相环（PLL）实现对GPS信号的跟踪。     

一种GPS软件接收机自适应门限快速捕获算法

当前GPS接收机的搜索策略是基于C/A码相位和载波频率的串行搜索．基于二维串行搜索，本文推导了不同累加次数下捕获到信号的概率密度函数和未捕获到信号的概率密度函数，提出一种新颖的自适应门限捕获算法．该算法能根据接收卫星信号功率的不同自动地调整门限，同时保证误捕率恒定．相对于传统的固定门限的捕获算法，该算法捕获速度更快，从而减小了首次定位时间．     

基于伪码自相关特性与三次样条插值的GPS信号快速捕获算法

提出了一种新的基于伪码自相关特性和三次样条捅值拟合方法的GPS信号快速捕获算法.首先通过低频采样序列依据循环相关法求得C/A码相位粗略值;然后根据C/A码相位粗略值得到用于二次捕获的高频采样部分序列,利用伪码自相关特性求得精确C/A码相位值;最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近数据以进一步提高C/A码相位的测量精度.仿真结果表明该算法具有精度高、运算量小的优点.     

GPS信号串行捕获算法研究

传统串行搜索算法在时域内对所有可能的频点和相位进行串行搜索,搜索的过程只需要加法和乘法运算,无论是在硬件还是软件中都容易实现,在GPS接收机设计中得到大量应用.但由于串行搜索算法在实际接收机中实现时,捕获过程需要大量的相乘、累加运算,需要较长的捕获时间.文中从降低相乘和累加运算个数入手,提出一种改进算法,使得捕获速度得到明显提高.利用MATLAB分别对传统的和改进的算法进行了算法仿真;根据信号捕获理论结合仿真实验结果,对两种算法进行了比较和分析,认为改进算法可以有效的应用于GPS信号捕获,而且提高了捕获的速度.该算法时于其它系统的伪随机码捕获也是适用的.     

GLONASS捕获系统中FFT核复用关键问题

根据GLONASS卫星信号组成和特性及其伪码捕获原理,运用并行码相位捕获算法在MATLAB环境下完成GLONASS卫星信号的捕获仿真,同时根据MATLAB下建立的仿真平台,设计了基于此方法的FPGA具体实现电路;为了满足FFT运算点数的要求,采用数据Sinc内插滤波器对数据进行精确内插,将输入的62000点数据内插为4096点,同时为了复用FFT核,分别采用了加快C/A码读取速度的方法、运用状态机的状态值加上数据指数项的数据截位方法;最后通过Xilinx的ISE软件调用Modelsim对整个捕获模块进行仿真.仿真结果表明:该系统实现了GLONASS信号的捕获,满足了接收机系统功能和性能的要求,可直接用于GLONASS实时接收机系统的设计中.     

基于三步逼近的BD2高精度快速捕获算法研究

针对BeiDou-2（BD2）卫星导航软件接收机捕获模块中捕获精度低和运算量大的问题,提出了一种基于三步逼近的高精度快速捕获算法。算法采用变步长的三步逼近方法逐步缩小多普勒频移搜索范围,快速得到了精确的初始码相位和多普勒频偏;利用频率圆周移位方法,在第一步搜索以一次乘法代替FFT操作,较大地减少了捕获模块的运算负担。实验结果证明,该算法捕获的伪码偏移精确、载频偏移误差在100 Hz以内,且最优情况下的运算量比传统的并行码相位捕获算法平均减少了70.56%,运算效率高。     

GPS软件接收机的频域相关捕获算法

GPS软件接收机在移植性、灵活性等方面具有很大的优势。本文从GPS软件接收机的角度讨论了GPS频域相关捕获算法。本文分析了算法的理论模型,并利用Matlab对算法进行仿真实现,成功地解算出GPS信号的码相位偏移和载波多普勒偏移。与传统的滑动相关算法进行了运算量的比较,证明了频域相关捕获算法的优越性。