基于FFT的GPS接收机伪码捕获算法研究

分析了导航GPS接收机扩频接收算法对伪码捕获法的要求．针对最大似然估计串行二维码捕获法在GPS接收算法应用中的缺点,提出基于FFT算法的GPS伪码捕获方案,给出了详细的捕获算法流程,并结合仿真结果对其进行了详尽的分析,该方案对GPS快速码捕获算法的研究提供了新思路．     

基于FPGA的快速捕星方法实现

为了解决高动态GPS接收机硬件实现快速捕星的问题,提出了一种基于FPGA的利用多通道码相位进行并行捕获的快速捕星方法.该方法分析了码相位并行捕获算法原理及其实现存在的问题;讨论了接收通道数对捕星时间的影响,提出了扩展GPS接收机的通道数保证所有卫星同步搜索的相关器方法;在FPGA开发平台上,实现了并行32通道共享一路基于码相位并行捕获FFT/IFFT模块的快速捕星方法.测试结果表明:基于FPGA的快速捕星方法可行;冷启动条件下,捕星时间小于0.5s,与传统串行捕获方式相比速度有显著提高;应用于高动态GPS接收机实现了实时定位.     

基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法

北斗B1频点信号采用二次编码结构,而二次编码使用的NH（Neumann-Hoffman）码会发生比特跳变,导致接收机捕获性能降低,对此,提出一种基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法.该算法将接收信号分为两路,利用延迟差分运算和测距码的双极性分别对两路信号进行处理,消除了NH码比特跳变带来的影响.在此基础上使用匹配滤波器捕获码相位,使用快速傅里叶变换搜索多普勒频移,实现了码相位和多普勒频移的同时捕获.仿真结果表明,提出的算法成功捕获到了NH码跳变的信号,且在相同虚警率下灵敏度相比部分匹配滤波和快速傅里叶变换算法约有1.03 dB的提升.     

准正交多值PN码M元扩频通信系统及其性能分析

提出了一种扩频方案．通过格雷互补序列树型扩展算法构造对偶多值PN码混合矩阵,并利用该混合矩阵对信息序列进行M元扩频,这种扩频方式能有效地提高频带效率和抗截获性能,比直接序列扩频具有3dB的性能改善．针对伪码较长的扩频通信系统码同步计算复杂度高、硬件实现困难的缺点,提出了一种基于两级FFT的快速捕获算法,其计算复杂度与传统的PMF-FFT算法相比能下降一个数量级．通过同相、正交支路进行交叉混合数据解扩,能有效消除载波相位偏移对系统性能的影响．     

GPS接收机P(Y)直捕方法研究

GPS接收机P(Y)直捕算法是基于存储的滑动相关搜索,并利用FFT将时频二维联合搜索变成时域一维搜索。同时,考虑位同步点已知的条件,接收资源池只需存储一段接收序列,缩短了捕获时间且利于硬件实现。仿真结果表明,多普勒频移为±5kHz时,所带来的峰值衰减为2dB左右,本地信号与接收信号对齐时出现明显的相关峰,很好地实现了捕获功能;提出了用“重叠分段补零FFT“操作实现并行相关,成倍降低了捕获时间;提出了利用位同步信息,避免了码极性翻转可能引起的信噪比损耗;针对码相位漂移,提出了优化捕获策略,可在短时间内完成重捕。     

基于FFT的时频并行捕获算法研究

在扩频通信系统中,PN码的捕获是系统正常工作的前提。为了进一步实现快速捕获,研究了基于FFT的时频并行捕获算法,利用FFT实现频域并行捕获、利用多通道实现码域并行捕获。理论推导验证了该算法的正确性,分析了该算法捕获精度、捕获速度、实现复杂度以及低通滤波效应。仿真结果进一步验证了该算法捕获的正确性。基于FFT的时频并行捕获算法在不降低精度的前提下,可以有效提高捕获速度。     

GNSS接收机导航滤波器辅助捕获技术

为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms;进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.     

高动态GPS C/A码的快速捕获与跟踪技术

针对高动态GPS接收机C/A码的快速捕获与跟踪问题进行了研究,介绍了一种高动态环境下的伪码快速捕获与跟踪算法.该算法既不占用太多的硬件资源,又显著改善了高动态GPS接收机C/A码的捕获速度与跟踪精度,大大提高了高动态GPS接收机的性能.     

低信噪比直序扩频导航信号的自适应捕获算法研究

为解决低信噪比下直序扩频导航信号的捕获,提出了一种自适应捕获算法.该算法基于相干相关模型及FFT,提高了后测信噪比、缩短了捕获时间.对GPS C/A信号的捕获进行了仿真实验,结果表明此算法明显优于非相干相关算法,可提供约2 dB左右处理增益,捕获灵敏度达到-175 dBW.该算法可以运用于其它类似的卫星定位与直序扩频测距信号的伪码精确跟踪及相位测量中.     

一种大步进伪码快速捕获方法的研究

在无线电导航系统中,低信噪比的情况下长伪码序列的快速捕获和重捕成为系统必须解决的一个重要问题.针对该问题,提出了一种大步进伪码快速捕获方法,并给出了大步进伪码快速捕获的原理和实现方法,详细分析了该方法的检测概率、虚警概率和平均捕获时间.该方法易于采用大规模集成芯片和数字信号处理算法实现且已经应用到实际接收机系统中,仿真结果和实践证明该方法具有较快的捕获速度,捕获灵敏度高,能够在低信噪比下稳定工作.