GPS接收机载波跟踪环路设计

载波跟踪环路设计是GPS接收机中的关键技术,载波环鉴别器的类型确定了跟踪环的类型,为了有效地防止因为数据跳变引起的鉴别误差,并且使其频率鉴别范围大,精度高,采用一种二阶锁频环（FLL）辅助三阶锁相环（PLL）的方法。通过Matlab仿真载波环路比较了两种鉴频和鉴相算法的性能。结果表明,该方法鉴别范围大,精度高,切实可行。     

一种低复杂度GPS载波跟踪环路设计

 GPS接收机载波跟踪环路的鉴别器和滤波器设计决定了跟踪环路的性能,也在很大程度上决定了GPS接收机的性能.本文在分析了传统锁相环和锁频环鉴别器算法的基础上,提出了一种锁相锁频环共用四象限反正切函数单元的鉴别器算法;同时,在研究了基于双线性Z变换积分器与矩形波数字积分器的滤波算法基础上,提出了一种基于矩形波数字积分器的锁频环辅助锁相环的滤波器算法.综合这两种新算法给出一种低复杂度的GPS接收机锁相锁频环设计方法.通过理论分析与仿真实验,证实该GPS载波跟踪环路设计不但具有良好的跟踪性能,且与传统设计方案相比具有运算量小,复杂度低,占用资源少等优点,更易于工程实现.     

一种GPS信号载波跟踪技术

本文提出一种锁相环(PLL)与锁频环(FLL)相级联的 GPS 信号载波跟踪方法, 该方法兼顾了 PLL 的载波跟踪精度与 FLL 的动态适应性,经过验证,该方法可以实现对高动态信号的精确跟踪。     

基于自适应锁相环的高动态GPS信号载波跟踪算法

提出了一种基于四维卡尔曼滤波的自适应锁相环算法,并将该算法用于高动态GPS信号的载波跟踪.详细推导了卡尔曼滤波与数字锁相环之间的等效性,并给出了相应的环路更新步骤.仿真结果表明,该算法相对于采用固定增益数字锁相环的算法明显地降低了载波跟踪过程的均方根频率误差,提高了接收机的测速精度.     

高动态环境下无数据辅助的扩展Kalman滤波载波跟踪环

针对高动态及低信噪比情况下的GPS载波跟踪问题,该文提出一种无数据辅助情况下基于扩展Kalman滤波的载波跟踪环。该环路通过直接判决去掉调制信息,并利用去掉调制信息后的积分-清零滤波器输出直接作为扩展Kalman滤波的观测向量,以避免引入鉴相器而使环路在低信噪比情况下工作时受到限制。仿真结果表明,相比较于三阶锁相环,及利用鉴相器辅助的线性Kalman滤波载波跟踪环路,该文提出的环路具有更低的失锁概率及更小的相位跟踪误差。     

基于PLL环路的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法

卫星信号接收端天线接收的卫星信号经过射频前端处理后会变成数字中频信号,而相位跟踪是中频信号处理的重要环节,准确的相位跟踪可以为卫星信号解码、测距和定位等功能的准确性提供保障.基于此,该文提出了基于锁相环（Phase Locked Loop,PLL）的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法.该算法利用多路正交载波和二象反正切鉴相器获取精确的相位差信息,形成闭合回路锁定载波相位以实现跟踪.实验结果表明,多路异相载波的方法可实现更快速的相位锁定,与传统Costas环路和松尾环相比,进入稳态时间分别减少了20%和24%以上,稳态方差分别减小21%和32%.     

基于自适应无迹粒子滤波的目标跟踪算法

为解决复杂场景中目标跟踪问题,提出了一种噪声未知情况下的自适应无迹粒子滤波(A-UPF)算法。算法采用改进的Sage-Husa估计器对系统未知噪声的统计特性进行实时估计和修正,并与无迹Kalman粒子滤波器相结合产生优选的建议分布函数,降低系统估计误差的同时有效提升了系统的抗噪声能力。实验结果表明,本文方法对于复杂条件下的目标跟踪问题具有较高的精度和较强的鲁棒性。     

基于子波分解的信号滤波算法

人们一直在利用有效信号和器材怕的某种特性差异,进行着对污染信号恢复,这一过程几乎完全稚呈对信号和器材怕特性的精确描述,子波伙这种描述提供了新的工具,本文对子波域阈值滤波的核心问题－－滤波阈值意义及取值规进行了探讨,给出了滤波阈值更简洁的数学表述,明确了阈随尺度递减的数学关系,使基于子波分解的信号滤波算法,在理论上更加完善。     

基于序列批处理Kalman滤波的跟踪算法

提高跟踪准确度是雷达发展的重要方向之一,本文通过建立的雷达跟踪模型,从批处理的角度,将多个状态矢量联合进行处理,并改进了量测方程,给出了一种使用序列批处理Kalman滤波（SBKF）以提高雷达跟踪准确度的新手段。通过仿真实验看出,相比传统扩展卡尔曼滤波（EKF）算法,序列批处理Kalman滤波的结果更接近真实值,有更好的收敛性,能得到更加稳定的滤波结果,有效地抑制了量测方程非线性化和野值带来的影响。     

基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究

该文针对矢量跟踪算法缺乏定量分析的问题,对线性化模型与跟踪误差进行了研究.为了提高矢量跟踪环的动态跟踪性能,修正了已有线性化观测矩阵忽略接收机伪距率对位置的偏导项的问题;提出了新的环路反馈量,简化了运算过程.推导出了矢量跟踪环的热噪声跟踪误差,与标量跟踪环相比跟踪门限明显降低,并且在相同条件下,观测卫星数越多,矢量跟踪环的跟踪门限越小;推导了矢量跟踪环的动态应力跟踪门限,证明矢量跟踪环可以处理高动态微弱信号.通过 Monte Carlo 仿真验证了理论分析结果的正确性.     

一种低SNR环境下的跟踪环路

低信噪比（SNR）环境下GPS信号的跟踪一直是近年来研究的热点,主要介绍了在GPS信号较弱的条件下,通过增加积分时间来提高载波环跟踪精度的方法。详细介绍了GPS载波环工作原理,并推导了载波环滤波器增加积分时间的理论依据。最后,采用GPS模拟信号源产生的数据进行环路性能仿真,实验结果表明该环路设计可在-30dB的SNR环境下正常工作。     

基于软件无线电的载波跟踪环研究及仿真

载波跟踪是扩频通信中的一项关键技术，直接影响解调指标。文中介绍了Costas环的工作原理及数学模型，并分析了NCO和环路滤波器，对Costas环进行了改进．通过Matlab仿真，结果表明：在相同环路参数下，改进的Costas环比模拟的Costas环的跟踪性能有所改善．     

一种新的GPS接收机C/A码跟踪环鉴别器算法

该文分析了GPS C/A码相位估计误差与载波频率估计误差对相关函数的影响,并推导出了相关公式。从线性,对信号幅度与载波频率估计误差的敏感性和计算量等角度分析了现有的码鉴别器算法的优缺点。基于上面的分析与研究,提出了一种新的C/A码鉴别器算法。通过理论分析与仿真实验,证明该算法有良好的线性特性,能有效抑制对信号幅度与载波频率估计误差的敏感性,且计算量低,跟踪精度高,抗多经性能好,在性能上优于已有的算法。     

基于单片机的GPS定位系统的设计与实现

针对民用定位产品存在的精确度低、携带不轻便、性价比低等问题,从硬件、上位机软件等方面研究并设计了一种基于C8051F020单片机的GPS定位系统,由GPS接收模块、通信模块、单片机控制模块和上位机控制模块组成。采集数据可由多种方式上传至上位机,上位机采用卡尔曼滤波器对该GPS定位系统的测试数据进行处理和误差分析,分析结果表明该定位系统定位误差小,误差率在0-1%之间,定位精确度高,具有较高实用价值,适合应用于民用定位产品之中。     

导航接收机中基于反正切鉴别器载波环路的分析及优化设计

该文首次给出了数字反正切鉴别器环路的精确建模和分析,得到了不同信噪比下的等效环路带宽和收敛区间,通过推导可知低信噪比下的等效环路带宽约为高信噪比下的1/3,收敛区间约为高信噪比下的1/2;低信噪比下振荡器短稳和动态应力引起的跟踪误差约为传统理论分析结果的9倍;输入信噪比降低10 dB,热噪声引起的跟踪误差约增加20 dB。通过仿真对等效环路带宽以及鉴别器方差分析的正确性进行了验证。最后,根据总跟踪误差与收敛区间的在不同信噪比下的关系,给出了反正切环路最低可稳定工作的信噪比门限以及对应的环路参数设计方法。该文的结论可用于导航接收机的精确设计。     

GPS中使用扩展卡尔曼滤波器改进的延迟锁定环

延迟锁定环是GPS接收机中实现PN码的捕获和跟踪的重要部分,对系统的性能有着重要的影响。该文首先讨论了经典的延迟锁定环的组成和原理,接着介绍了卡尔曼滤波器以及为了应用于非线性系统的扩展卡尔曼滤波器,最后提出了用扩展的卡尔曼滤波器对传统的延迟锁定环的改进。     

基于GPS信号的双基SAR数值距离徙动成像算法

非对称星-机双基SAR成像算法研究是双基SAR研究的难点问题之一。该文针对以GPS卫星为照射源的连续波星-机双基SAR,提出一种基于数值计算的快速双基距离徙动成像算法(RMA)。此方法利用瞬时多普勒频率法得到系统回波信号精确的2维频域解析式,并用数值方法得到RMA算法所用的匹配函数和插值函数。此算法既有RMA算法速度快,精度高的特点,又有后向投影(BP)算法适用范围广的特点。