一种改进的GPS微弱信号捕获算法

提出一种基于循环相关与非相干积分相结合的GPS微弱信号捕获检测算法,利用改变傅里叶系数取代传统采用频率滑动捕获方法,减少了计算量,提高了捕获速度,同时通过改进差分相干积分,提高了信噪比,十分有助于对GPS微弱信号的检测。     

GPS接收信号捕获方法的研究

全球定位系统(GPS)是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。本文对GPS信号的捕获方法进行了研究。     

GPS信号捕获算法的研究

GPS信号的捕获是GPS接收机的核心模块,它是基于码相位和多普勒频移二维搜索的过程。对于捕获模块,通常采用串行搜索算法和并行频域搜索算法。探讨几种算法的原理并分析其相应缺陷,并指出对GPS弱信号捕获的性能优良算法。     

GPS信号中P码直接捕获技术的研究

GPS是典型直接序列扩频通信的应用，其采用的伪随机序列之一的P码，更加具有很强的抗干扰和保密性能，实现P码的直接捕获对GPS系统的军事用户及我国未来发展自己的卫星定位系统具有重要意义．针对P码多普勒频移大、周期长的特点，本文探讨了缩短载频搜索范围的方法．在此基础上，对P码序列的搜索算法进行了深入研究，并且结合扩展复制重叠技术和均值法，提出了一种更适合P码搜索的算法．     

一种BD2卫星导航信号的捕获方法

针对传统捕获方法无法应用于中国北斗二代的新型无源导航信号,在GPS卫星信号捕获方法的基础上,提出一种BD2卫星信号捕获方法,消除了数据位跳变或NH码翻转导致的相关值变化,提高了BD2卫星信号的捕获效率。测试结果表明,该方法能够有效地实现BD2卫星信号的捕获。     

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.     

GPS信号快速捕获方案中门限设定算法

针对GPS信号快速捕获方案中的门限计算复杂问题,采用聂孟-皮尔逊准则,以发现概率为性能指标,对基于非相干累加和相干累加相结合的GPS信号快速捕获算法的性能进行了详细的理论推导,给出了高低信噪比下通用的判决门限计算方法,并通过系统仿真对理论结果进行了验证.对实际情况中概率分布的合理近似使理论分析过程得以简化,使得判决门限的计算复杂度大大降低.     

高动态下直扩信号的快速捕获

在扩频接收过程中受发射机和接收机之间的相对运动和时钟不稳定因素的影响,接收伪码和本地伪码之间会存在一定的频移,严重影响信号传输的准确率和有效率。本文提出了一种基于多普勒频率补偿-频域匹配的并行捕获新方法,这种方法大大节省了硬件资源,提高了系统的检测概率。     

基于大步进串行捕获的DS/BPSK导航接收机捕获性能研究

针对低信噪比条件下导航接收机长伪码序列的快速捕获问题,提出了一种大步进串行捕获方案,实行区间与区间之间串行捕获,区间内并行捕获.给出了系统硬件实现的原理框图,建立了系统的数学模型,采用状态转移函数推导了系统平均捕获时间的计算表达式.在综合考虑伪码相位误差,多普勒频移和噪声干扰的基础上,详细分析了系统的捕获性能.     

GPS信号差分相干累积捕获技术

针对传统GPS捕获算法不能实现微弱GPS信号捕获的问题,在实现长相干积分时间的前提下,采用差分相干累积法,在传统非相干处理的流程中引入了差分处理技术,使该算法融合了相干积分法和非相干积分法各自的优点,不仅解决了相干积分法对导航数据位翻转敏感的问题,而且减少了非相干积分法的平方损耗影响.此外,还对相干积分法和非相干积分法的弱信号捕获性能分别进行了比较分析.实验结果表明:在20 ms积分时间的条件下,差分相干累积法的灵敏度仅比灵敏度最高的相干积分法少1dB,而运算量仅为该算法的0.25%,最适于微弱GPS信号捕获.     

北斗导航系统 B1频点弱信号捕获技术研究

针对BDS（北斗卫星导航系统） B1频点的D1导航电文因存在NH码二次调制,导致相干累积时间不能超过1ms,从而影响了增益累积效果,降低了弱信号捕获性能的问题,基于NH码与CB1I码叠加码的自相关性,提出了一种改进的基于全比特累积的差分相干算法来实现BDS弱信号捕获。该算法通过将非相干算法和传统差分相干算法有效结合来解决传统差分相干算法不适用于长时间相干累积的问题。为了验证算法的捕获性能,将改进的算法与基于全比特累积的非相干算法对BDS－B1频点弱信号的捕获性能进行了比较。仿真结果表明,改进算法能够实现信号功率低至－178 dBW的BDS－B1频点弱信号的捕获。     

INS辅助的GPS快速捕获方法研究

在高动态环境下GPS信号的快速捕获对GPS接收机的性能提出了更高的要求。高速运动使接收机接收到的信号上附加了较大的多普勒频移,需要更多的时间捕获信号。通过惯导系统提供的惯性信息和星历数据估算多普勒频移,可减少搜索范围以缩短捕获时间。在分析传统的GPS信号快速捕获方法后,重点研究了惯性信息辅助GPS接收机快速捕获的方法,并对其捕获性能进行了分析,通过Matlab仿真验证该算法。结果表明高动态环境下运用该方法能够显著改善GPS接收机捕获性能,减少捕获时间。     

主动声纳信号捕捉中自动判决研究

主动声纳信号的捕捉,是声纳系统设计中的重要课题之一,它涉及到海洋噪声背景中目标信号的最佳检测和自动判决等问题,其中自动判决是实现信号捕捉的关键.文本提出了一种适于在局部时间范围内平稳的高斯噪声环境中进行自动判决的门限——自适应门限,并对其算法进行了研究,给出了实现公式.     

基于USB总线的数据采集/信号发生器的设计

针对组建虚拟仪器时不可缺少的硬件部分及仪器与PC间的接口问题，依据USB1.1规范，采用USBN9604接口芯片和C8051F007单片机，开发了基于USB总线12bits字长的数据采集／信号发生器．该数据采集／信号发生器具有12位的分辨率，A／D转换速度100kbps，D／A转换时间10μs，经实验测试，设备运行稳定可靠．     

GPS P码捕获处理器中信号传递的策略与实现

GPS P码捕获处理器是异步多时钟系统,在创建基于FPGA的捕获处理器时,必须考虑控制信号和数据如何在多个时域内传递.为了准确传递控制信号和数据信号,本文提出对一路控制信号使用握手信号的传递方式,多路控制信号只传送一路控制信号的传递方式.传送数据时使用握手信号以及创建缓存的方式.对每一种传递方式都进行了仿真,仿真结果表明所采用的传递策略能够使信号准确传递.     

冲击波信号调理采集系统设计

为了分析冲击波的破坏性,设计了一个冲击波信号调理采集系统,阐明了系统的主要构架及其实现方法.通过软硬件相结合的方式,使得系统具有良好的自我适应性.在不同的使用环境下,能够完成对冲击波信号的精确采集.实验结果表明,系统稳定可靠,采集结果精确,性能符合设计要求.     

基于DSP的变电所高频扰动信号采集卡的设计

针对采集变电所高频扰动信号的需要,介绍了一种由DSP芯片TMS320VC5509和8位并行高速A/D转换芯片TLC5510组成的高速数据采集卡.经过实测,该卡的数据采集速度可达20 Ms/ps.利用该数据采集卡,可以采集高频扰动信号并存储采集到的数据.     

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．