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...     

GPS软件接收机基带信号处理研究

GPS软件接收机相对传统硬件接收机,设计灵活,能够迅速分析、仿真、实现各类算法.本文主要针对GPS L1频率的C/A码信号,设计并实现了GPS软件接收机的基带处理部分,阐述了射频前端原理、并行码相位搜索捕获策略以及鉴频辅助跟踪环路,并推导了适应动态环境的三阶数字环路滤波器.仿真数据和实际中频数据测试表明:算法性能优越,能迅速捕获并锁定信号,获取导航数据.     

GPS接收机Z跟踪技术抗干扰性能分析

Z跟踪技术是民用GPS接收机为消除或减弱AS（Anti—Spoofing）政策影响,实施精密测距和高精度导航定位的一种有效方法。通过分析Z跟踪技术载波相位测量的基本原理,研究了GPS接收机Z跟踪技术的抗压制干扰、抗欺骗干扰性能。结果表明：采用Z跟踪技术的GPS接收机与C／A码接收机的抗压制干扰基本相同;其在信号捕获状态下的抗欺骗干扰能力取决于欺骗干扰信号与GPS信号的相关程度,而在信号跟踪状态下抗欺骗干扰能力则等同于抗伪随机噪声码干扰能力。     

GPS软件接收机算法研究

为了能快速、准确地提取导航数据,对GPS软件接收机的捕获和跟踪算法进行研究。捕获算法采用基于FFT的频域快速捕获算法,在跟踪环路中,载波跟踪算法采用锁相环(PLL),码跟踪算法采用非相干延迟锁相环(DLL),成功实现了对GPS信号的快速准确跟踪,这一处理算法性能优越,易于在PC机上软件实现。     

一种星载GPS接收机设计及测试

为解决星载GNSS接收机具备高动态信号的跟踪与锁定功能,基于自行研发的星载GPS导航接收机,通过软件升级使其能够工作在LEO、GEO和更高轨道高度上,实现更快的信号捕获能力和对微弱信号的跟踪能力。文中给出了接收机的软硬件架构及功能描述,以及低轨道高动态条件下的模拟器测试结果,通过测试表明,文中给出的接收机具有高动态、微弱GNSS信号的捕获跟踪性能,具备星载搭载条件。     

基于软件的GPS信号捕获跟踪算法研究

对GPS软件接收机的捕获和跟踪部分进行了研究。对于捕获模块,通过对常用串行搜索捕获算法和并行频域搜索捕获算法的比较和分析,提出了一种新型并行码相位搜索捕获算法;对于跟踪模块,提出采用非相干延迟锁相环对码进行跟踪,同时采用Costas环对载波进行跟踪;最后,从捕获和跟踪的GPS信号中提取出导航电文,并根据电文中的参数计算出了用户的位置坐标,并在Matlab中对用户的位置坐标进行了定位解算验证。     

GPS卫星捕捉及跟踪算法研究

为了能完成卫星定位,需要对卫星信号进行捕获、追踪。文中针对带有C/A码的L1频段的GPS信号进行定位研究,捕获能从接收的信号中粗略地估算出可见卫星的信号参数,用于帮助接收机初始化跟踪环路,并开始跟踪信号。码跟踪和载波跟踪模块则将这些参数细化,跟踪后即可解调出导航数据。仿真结果表明,算法可准确快速地从32颗卫星中捕捉和跟踪预定的卫星信号。     

GPS定位技术在航天器高动态导航中的应用问题研究

本文着重讲述了 GPS 系统在航天器动态导航中的应用问题，分析了航天器高动态环境下对 GPS 信号的捕获和跟踪所带来的影响。提出了 FFT 码快速捕获算法，以及二阶 FLL 与三阶 PLL 混合载波跟踪方案，并对码环和载波环的结构和参数的设计方法进行了说明。仿真结果和分析表明该方案能在航天器高动态环境下实现信号的快速捕获，且能较好地满足接收机动态性能和跟踪精度的要求。     

GPS接收机的迭代处理技术研究

导航接收机系统作为一种卫星导航系统的终端接收,在军事和民用方面都得到重大应用。高精确定位性能是导航接收机应用追求的目标。针对导航接收机工作环境各种复杂干扰,及为进一步提高导航接收机系统的抗干扰性能,提出了一种迭代处理技术的应用方案,并对方案可行性进行分析研究。通过应用迭代处理,在接收混合信号中消除了干扰信号影响,使得捕获跟踪精度提高以此提高GPS接收机的性能。理论分析和仿真结果表明,在GPS接收机中引入迭代处理技术能很好的提高系统抗干扰能力,干扰抑制效果更好。     

基于VC++的GPS软件接收机设计

由于GPS软件接收机具有需要硬件资源极少、可移植性强、开发新算法成本低等诸多优点,成为了新一代GPS接收机研制的热点.完成了基于快速傅里叶变换(FFT)算法的卫星信号的捕获算法、基于混合载波跟踪环的载波跟踪和码跟踪算法、卫星星历数据的提取及卫星状态解算算法和伪距测量算法等算法的仿真验证,介绍了基于VC++的GPS软件接收机的设计方法和过程.该软件接收机可以输出各个通道跟踪到卫星信号的载波频率、伪码频率及伪距,卫星星历及卫星状态,接收机的位置、速度信息以及各种DOP值等诸多信息.最后,给出了所开发的GPS软件接收机在实际GPS数字中频信号下的定位结果.结果表明,该软件接收机的定位误差在20 m以内.该GPS软件接收机系统采用纯软件的方法实现了硬件GPS接收机数字中频信号后的所有功能,算法修改灵活,可为进一步研究GPS接收机的各种算法提供一种方便快捷的仿真平台.     

基于Matlab的数字中频GPS信号生成模型

精确的GPS信号生成器是测试与评价先进GPS接收机设计的重要分析工具。本文在中频GPS信号理论模型分析的基础上,用Matlab实现了一种数字GPS信号生成模型,它能够在数字中频上产生GPS接收信号,其中包含仿真的噪声和接收机时钟误差。与常规的GPS信号生成器(或模拟器)相比,这种模型设计灵活、易于使用,此外,模型构建涉及对GPS信号在接收机射频前端处理过程的仿真,从而为GPS接收机射频前端的设计提供了支持。     

高动态GPS信号模拟器的研究与硬件设计

高动态GPS卫星信号模拟器根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号。文中针对机载GPS接收机的高动态环境建立了多通道GPS信号模拟器的数学模型,并用systemview软件验证了系统设计的可行性。并提出了GPS信号产生器的硬件实现方法。     

GPS数字中频信号软件模拟器设计与实现

给出可配置高速GPS数字中频信号模拟软件的设计方案,该信号模拟器基于x86平台实现,模拟卫星端信号生成、信道传播模型和接收端的混频、采样过程,生成GPS L1数字中频信号,可以作为实地采集信号的替代,为导航接收机的设计验证工作提供便利.和对现有的软件导航信号模拟方案相比,提出的模拟器具有可配置性强、算法效率高、逼真度良好的特点.     

基于人工神经网络的GPS卫星信号模拟器信号估计方法

多通道全球定位系统(GPS)卫星信号模拟器用来为GPS接收机和导航系统提供逼真的测试信号。该文从模拟器设计的角度对到达GPS接收机天线的卫星信号进行了分析,着重讨论了因众多误差因素影响而不易直接利用经验模型确定的几个波形参量的估计问题。基于人工神经网络(ANN)理论,提出一种利用ANN来模拟信号传播延迟、载波相位、信号功率等参量的方法。给出了基于ANN的模拟器闭环测试系统的结构。并对所设计的ANN进行了训练和验证,仿真实验结果表明,所设计的ANN能够在统计意义上逼真地模拟样本数据,从而使基于ANN的模拟器信号状态参量计算能够满足设计要求,可以直接应用于多通道GPS信号模拟器的研制。     

GPS SATELLITE SIMULATOR SIGNAL ESTIMATION BASED ON ANN

Multi-channel Global Positioning System （GPS） satellite signal simulator is used to provide realistic test signals for GPS receivers and navigation systems. In this paper, signals arriving the antenna of GPS receiver are analyzed from the viewpoint of simulator design. The estimation methods are focused of which several signal parameters are difficult to determine directly according to existing experiential models due to various error factors. Based on the theory of Artificial Neural Network （ANN）, an approach is proposed to simulate signal propagation delay, carrier phase, power, and other parameters using ANN. The architecture of the hardware-in-theloop test system is given. The ANN training and validation process is described. Experimental results demonstrate that the ANN designed can statistically simulate sample data in high fidelity. Therefore the computation of signal state based on this ANN can meet the design requirement, and can be directly applied to the development of multi-channel GPS satellite signal simulator.     

GPS伪卫星信号捕获的仿真分析与研究

GPS伪卫星是模拟GPS卫星信号的地面发射设备。其终端接收设备的射频前端将天线接收到的伪卫星信号变换为中频信号,再经模拟数字转换,便可得捕获的原始信号。采用专用集成电路设计的GPS接收机极大地限制了用户对原始信号的性能分析和新算法的开发,而基于FPGA DSP架构的设计能提高研究的自由度。本文先对GPS伪卫星信号的形成和接收机的结构作扼要介绍,再对伪卫星信号的搜索算法和捕获性能做分析,并通过频域FFT实现仿真。结论表明,通过仿真技术能有效地复现出了捕获的GPS伪卫星信号。     

基于软件的GPS接收机本地系统

论述了GPS（全球定位系统）软件接收机相关原理,并基于MATLAB软件实现了GPS接收处理模块的软件仿真。该仿真系统可实现GPS信号的捕获、跟踪和解调定位处理。在给出所模拟的信号输入后,结果表明该模型的设计正确可行。使用该系统可为进一步研究各种算法提供一个方便快捷的仿真平台。     

GPS接收机中的码分多址信号处理研究

介绍了基于码分多址信号处理的GPS(全球定位系统)接收机的算法和电路设计。GPS接收机电路的信号处理任务主要是对数字化后的基带扩频信号进行载波跟踪、解调、解扩、码跟踪,从而得到符号数据。着重讨论了GPS接收机中信号处理部分的COSTAS、码跟踪、帧同步生成电路三大模块的功能任务、原理、算法及其相应的电路设计。通过这些研究工作,可以进一步设计出当前应用日益普遍的GPS接收机电路,该电路具有功能全面、通用性好、可靠性高等特点。