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。     

弱导航信号捕获技术仿真分析

本文介绍了导航信号的特点及低信噪比条件下的捕获思想和方法,分析了相干积分、非相干积分及二者相结合的原理。对于GNSS信号的搜索捕获采用长时间相干积分算法,会导致频率的搜索范围增加;采用非相干积分算法将增加平方损失：采用相干积分与非相干积分结合的方法提高整体信号强度,避免多普勒现象产生的影响,实现对弱信号的捕获。仿真结果表明,采用20ms的相干积分时间和5次非相干积分,在没有互相关干扰的情况下,可以接收信噪比为一35dB的弱信号。     

微弱GNSS信号捕获中的能量累加方法

文章分析了弱信号条件下全球卫星导航系统（GNSS）信号的特点,较为详细地阐述了基于相干积分与非相干积分的能量累加原理,分析了两种方法的优点和缺点,给出了弱信号捕获中常用相干与非相干相结合的方法。最后介绍了差分相干算法．它可以看作是对非相干方法的一种改进方法。     

微弱GPS信号捕获算法的研究

GPS件接收机在低信噪比的环境中,普通捕获算法不能实现理想的捕获效果.采用增加相干积分时间、处理相干积分后的数据和改进传统非相干算法的方法,显著提高了信噪比,有效地消除了传统非相干算法中的平方损耗.通过对不同的捕获算法仿真比较得出,改进的算法有更强的信号检测能力,处理增益更高.     

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。     

高灵敏度卫星导航接收机的差分相干积分算法

积分算法的选择是高灵敏度卫星导航接收机的关键技术,它影响着接收机的灵敏度以及硬件相关器的设计方法.差分相干积分应用于高灵敏度接收机能够减小传统非相干积分的平方衰减.理论分析与数据实验的结果表明差分相干积分的检测性能平均优于非相干积分约0.75dB.     

高灵敏度GPS导航算法分析

为了实现在室内和城市等低信噪比环境下的全球定位系统(GPS)导航,介绍了导航终端捕获卫星信号的基本原理。分析了相干积分算法、非相干积分算法、差分相关算法和圆周相关算法4种主要的卫星捕获算法,在此基础上提出了相干积分算法结合差分相关算法的高灵敏度GPS导航芯片设计方案。通过仿真分析,该芯片能够在15 dBHz的低载噪比环境下实现对卫星信号的正常捕获。     

一种基于幅度积分的FSK非相干解调算法

FSK作为一种常用的调制方式,在小型化低功耗数字通信系统中被广泛应用,因此低复杂度的FSK数字解调算法成为研究重点。本文基于传统的功率检测算法,提出了一种基于幅度积分的FSK非相干解调算法（Amplitude-Integration Demodulation Algorithm, AIDA）。在AIDA算法中,接收信号先经过两个频点对应的带通滤波器,然后对滤波信号进行一个符号周期内的幅度积分,再对两个积分值进行相减,从而得到解调信号。由于采用了幅度积分的算法,复杂度被大大降低。仿真结果表明,AIDA可以改善FSK的解调性能。     

卫星导航接收机载噪比估计方法研究

基于相干积分和非相干积分条件下的载噪比定义,详细论述了卫星导航接收机载噪比的理论计算方法,指出了在弱信号条件下可以通过增加非相干积分次数来提高信噪比。给出了直接估计法和宽窄带功率比值法2种不同的载噪比估计方法。在实际工程中比较了2种不同算法的估计误差,验证了对于弱信号宽窄带功率比值法具有更高的估计精度。     

增光子相干态的小波变换

通过量子力学变换理论,结合有序算符内的积分技术,用于信号分析的小波变换可推广到增光子相干态的非经典量子特性研究中.结果表明,增光子相干态的小波变换谱除具有一般小波变换的特性外, 而且随着增光子数的逐渐增大,其对称性被破坏,不断有新的波峰出现.     

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...     

一种基于相参积累的检测前跟踪算法

现有的TBD方法基本思想通过对多帧数据作非相参积累改善检测性能来检测弱小目标,但是非相参积累存在固有的积累损失.文中提出了基于相参积累的TBD方法,将若干帧数据中可能航迹上的点作相参积累,有效利用了回波信号的相位信息,克服了非相参积累的固有积累损失.仿真结果表明该方法与非相参积累的TBD方法相比,在检测概率为0.9条件下信噪比有1.5 dB以上的改善.     

基于GPS照射源的天地双基地雷达探测系统

研究了GPS卫星作为照射源,接收机在地面的天地收发分置的双基地雷达探测系统.该系统通过测量目标双基地距离和与目标双基地多普勒频率来实现对目标的探测.通过对回波信号进行多普勒补偿之后再进行相干积累和非相干积累,获得较大的处理增益,从而实现对微弱目标信号的检测.     

低信噪比环境下短扩频码捕获性能的改善

介绍了低信噪比环境下基于FFT的扩频码捕获技术,提出了在相同累加段数情况下提高性能的方案。作为提高相干增益的两种方式,相干累加和非相干累加各有优缺点,在一定的数据长度内合理地设计累加方式对提高捕获性能大有帮助。基于两种累加方式的性能介绍了一种两路非相干积分的累加方式。对于GPS信号,在低信噪比的环境下的仿真证明,在一定长度下优化后的累加方式相比非相干累加和普通混合累加方式能够得到更好的捕获效果(更高的检测概率)。     

基于FFT/iFFT的GPS信号捕获算法研究

利用快速傅立叶变换和反变换（FFT/iFFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获的有效方法,其可以将时频二维的联合滑动相关搜索转化为一维频域搜索,实现了伪码的并行搜索,可以有效地缩短GPS信号的捕获时间。同时,针对弱信号捕获提出了相关和非相干累积的方法,并给出了试验结果。     

基于共轭差分的弱信号捕获方法性能分析

传统基于包络检波的捕获方法由于平方损耗太大已不适用弱信号条件下的全球导航系统(GNSS)信号捕获。介绍了一种新的检波方法——共轭差分检波来取代传统的包络检波,为弱信号条件下GNSS接收机的捕获设计提供了理论依据。理论分析表明,共轭差分检波在弱信号条件下引入的检波损耗远低于包络检波,并且共轭差分检波通过改善噪声的统计特性提高了后处理增益。通过仿真实验验证了理论分析的正确性。     

基于点积差分的弱信号捕获方法性能分析

捕获是GNSS接收机信号处理中的关键部分,在弱信号条件下,传统基于包络检波的捕获方法由于检波损耗太大已不再适用。介绍了一种新的检波方法——点积差分检波来取代传统的包络检波,为弱信号条件下GNSS接收机的捕获设计提供了理论依据。理论分析表明,点积差分检波在弱信号条件下引入的检波损耗远低于包络检波,可用于有频率辅助的GNSS接收机的弱信号捕获。最后,通过仿真实验验证了理论分析的正确性。     

基于运动补偿的长时相干积累方法研究

稀布阵综合脉冲孔径雷达（SIAR）是一种全新体制的数字综合孔径雷达,其发射信号在空间全向辐射,不存在波束扫描问题,可对接收回波进行长时积累。本文首先对目标回波信号建模,分析了长时相参积累存在距离走动、多普勒扩散等问题。提出了一种对回波信号先分组多普勒滤波再非相参积累的方法,并给出了工程实现途径。通过仿真和实际工程的验证,证明了该算法的有效性。