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。     

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.     

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数字中频信号软件模拟器的研制

GPS数字中频信号软件模拟器主要为GPS接收机尤其是信号处理电路的设计测试提供仿真信号源，本文论述了其设计思想、技术途径、基本组成、功能和界面，给出了GPS数字中频信号的数学模型，着重分析了欠采样较之奈奎斯特采样所带来的不同以及接收机振荡源误差的影响，并总结了所设计的软件模拟器的特点和应用。     

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。     

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.     

一种高灵敏度GPS信号快速捕获算法

为了提高GPS软件接收机捕获算法的灵敏度和快速性,提出了一种高灵敏度GPS卫星信号快捕方案。首先对GPS信号进行频率补偿,然后进行相干滤波提高卫星信号的信噪比,从而提高捕获算法的灵敏度。再采用延迟、累积捕获结构寻找输入信号中各颗卫星的C/A码起始点,引入延迟累加器实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程简化为两个一维搜索过程,捕获时间仅为传统FFT快捕算法的几十分之一,提高了捕获算法的速度。分别通过实测和GPS数字中频信号发生器仿真生成的GPS数字中频数据对所设计的捕获算法进行了验证,实验结果表明该捕获算法行之有效。     

基于模糊控制的高灵敏GPS接收机设计

为提高GPS接收机的灵敏度,采用模糊控制算法自适应调节接收环路的信号带宽,调和带内噪声控制与频率误差之间的矛盾。在GPS接收机设计中,通过降低环路带宽,抑制进入带内的噪声能量,提高环路信噪比,但在高动态环境下,为增加系统对频率误差的容忍度,就需适当提高环路带宽。采用模糊控制对接收环路的噪声带宽进行自适应调节,达到了提高接收机灵敏度的目的。仿真结果表明,该接收机系统性能比传统接收机在平方损耗及误码率等方面有不同程度的提高,使其更适用于高动态环境。     

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。     

数字中频GPS信号软件模拟器设计

在对中频GPS信号理论建模与分析的基础上,采用Matlab/Simulink构建了一种精确的数字中频GPS信号软件模拟器,考虑了噪声、欠采样以及接收机时钟误差等的影响.软件模拟器的实现采用Matlab代码编程与Simulink模型混合的方式,方便了不同算法的实现.与传统的GPS信号模拟器相比,文中设计的软件模拟器具备设计灵活、可扩展、易于使用等诸多优点.     

高动态环境的GPS信号接收及其算法研究

高动态环境存在较大的多普勒频移,这使得普通的GPS接收机在没有惯导辅助的情况下很难可靠工作。为了同时满足高动态GPS接收机动态性能和跟踪误差两方面的需要,本文提供了一种以DSP为核心的高动态GPS接收机设计方案,并对其各模块的功能进行了详细的解释说明。为了帮助DSP的设计,本文还研究了3种适应高动态环境的GPS信号参数估计算法,包括最大似然估计算法,卡尔曼滤波算法和频率扩展卡尔曼滤波算法。通过仿真,比较分析了这3种算法的估计精度和动态跟踪能力等性能。并对高动态GPS中的DSP实用化的设计方案进行了探讨分析。     

基于GPS软件接收机平台的弱信号捕获算法研究

为了解决GPS弱信号的捕获问题,以GPS软件接收机为平台,首先建立了消除考虑多普勒频移对码片传输影响的精确GPS信号模型;在此基础上,采用了一种相干/非相干积分相结合的改进型块数据捕获算法实现了对弱信号的有效捕获。该算法综合考虑了非相干积分引起的噪声影响,并提出一种易于工程实现的非相关积分损耗补偿方法。最后,通过一组实测数据,验证了改进的相干/非相干相结合捕获算法,补偿了由于非相关积分带来的积分损耗,能够有效地实现对弱信号的捕获。     

GPS L1信号C/A码的高效并行软件相关器研究

在GPS软件接收机的捕获和跟踪算法中,相关器的运算是很大的计算负担,为了能够快速的计算,提出了一套用于GPS软件接收机的,处理CDMA扩频信号的软件相关器高效并行算法,主要针对耗时较多相关器进行算法优化,并给出了实际运行结果和性能分析,表明了本文提出的优化算法与直接浮点计算的方法相比,将软件相关器的处理速度提高了约4倍。而且,运用高效并行软件相关器的跟踪算法能够正确跟踪,并解调信号。介绍的相关器的设计方法适用于所有卫星导航系统的软件接收机。     

基于I/Q支路相干积分观测滤波的GPS接收机信号跟踪方法

针对传统GPS接收机在弱信号环境下跟踪误差大,收敛速度慢的缺点,该文提出一种基于I/Q支路相干积分观测滤波的GPS信号跟踪方法。将接收机I/Q支路相干积分输出为观测量,应用无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)算法构建卡尔曼滤波器,得到基带数字信号处理滤波模型,闭合接收机跟踪环路。该方法能够有效减小传统GPS跟踪环路中信号参数的估计误差,提高接收机抗干扰能力和弱信号环境下环路跟踪性能。仿真对比结果表明,不同载噪比环境下相比传统GPS信号跟踪的方法,基于I/Q支路相干积分观测的信号跟踪算法能够提高跟踪精度,加快跟踪收敛速度。     

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。