GPS接收机码／载波跟踪环技术及其对伪距测量精度的影响

码／载波跟踪环技术是现代数字GPS接收机普遍采用的技术，它不仅可提高GPS接收机抗干扰能力，而且还可提高GPS接收机伪距测量精度。本文根据以C／N0为基础的伪距测量方差及码／载波跟踪环门限，分析采用码／载波跟踪环技术GPS接收机的伪距测量精度。     

各种体制的导航制导系统

9908184GPS 载波相位测量的一种应用[刊]/王永澄//数据采集与处理.—1998,13(4).—339～342(V)简要介绍了 GPS 相位平滑伪距的原理,提出了用两个载波在两个历元的相位观测量的双差来消除相位周跳,并进一步对两个载波的码伪距差进行平滑,对实际数据进行处理的结果表明了这种算法改进了双频码伪距差的测量精度。参3     

基于FPGA的GPS实时伪距测量新方法

同步检测是伪距测量的重要组成部分,本文提出了一种兼顾可靠性和实时性的同步检测方法。该同步检测方法结合前导码比特匹配、奇偶校验,提高检测实时性;通过加强同步状态持续有效条件、利用前导码的周期性,提高检测可靠性。进一步将该同步检测方法与多通道并行C/A码跟踪结合,给出了一种实时伪距测量新方法,并在FPGA上实现了该伪距测量方法。仿真结果证明了本文提出的同步检测方法具有低误检测率、延时短的优点;对基于本文提出的伪距测量方法的GPS实时接收机进行定位测试,测试结果显示硬件接收机能够实现有效定位,表明提出的伪距测量方法能够为定位提供实时、准确、稳定的伪距信息。      

微弱信号下基于模糊度解算的辅助式GPS接收机定位算法研究

提出了一种辅助式GPS接收机定位解算方法,基于该方法接收机不需要解调导航电文、帧同步和位同步,仅需要对GPS信号进行伪码相位测量,在获取卫星星历、卫星钟差参数等辅助信息的基础上完成定位解算.该算法在常规GPS定位算法基础上,增加伪距中模糊部分为未知数,当接收机位置坐标和接收机钟差的迭代初值误差满足一定条件时,消除了伪距中模糊度影响.然后推导了该算法的定位方程,给出了定位流程.最后仿真实验证实了该算法的有效性.     

GPS双频接收机单点定位算法研究

为了提高单点定位的精度,利用GPS双频接收机接收到的双频码伪距和相位伪距测量值进行组合,消除了卫星钟差、接收机钟差、电离层延迟和对流层延迟等误差因素,求出了双频的整周模糊度,并对周跳进行了探测和修复,应用消除了电离层效应的相位伪距值对码伪距进行了平滑,得到了更高精度的伪距值,进而求出接收机坐标.最后,进行了实例分析,理论值与测站的标准坐标值进行了比较,精度较高,并且具有很好的稳定性.     

载波相位平滑伪距算法研究与精度分析

伪距测量值是GPS接收机最基本的距离测量量,对导航定位的精度具有重要影响,通过一些方法提高伪距精度可以有效改善定位精度,而载波相位平滑伪距是提高伪距精度的一种简单有效的方法。文章在阐述平滑伪距原理的基础上,介绍了一种载波相位平滑伪距技术,并详细分析了平滑窗口、周跳判断门限的选取对该技术平滑效果的影响。以高动态数据为例,确定参数的合理取值,进行定位精度分析和伪距精度改进分析,并从统计角度分析了载波相位、伪距及平滑伪距之间的相互关系。结果表明,该方法能够有效提高伪距测量的精度,对提高GPS接收机的实时定位精度具有实际应用价值。     

不同平滑时间常数对载波平滑码伪距结果的影响分析

伪距和载波相位是接收机的两个基本距离测量值,两者既有明显区别,又呈互补特性。伪距测量值包含钟差、大气延迟等各种误差,但是它真实反应卫星与接收机之间的距离;载波相位测量值含有整周模糊度,但是它非常平滑,精度很高。此外,多径效应对码伪距测量值的影响也远远大于对载波相位测量值的影响。目前,业界通常采用载波平滑码伪距的方法整合码伪距和载波测量的优点,输出一种既无模糊度又相对平滑的伪距测量值。通过设定不同的平滑时间常数和添加电离层模型对载波平滑码伪距的平滑结果进行分析,从而评估滤波器在不同时间常数条件下的性能,最终为平滑时间常数的选择提供决策依据。     

电离层以及多径对载波相位平滑码伪距的误差分析

当今业界主要采用载波平滑码伪距技术(Hatch 滤波器)输出平滑伪距消除多径和热噪声等带来的影响，从而减少误差和改善定位精度。由于电离层对载波和伪距的测量值作用是相反的，那么采用载波平滑码伪距技术后输出的平滑伪距就会包含这些电离层时延引入的平滑误差，从而影响定位精度，甚至危及生命安全。因此，研究电离层对载波平滑码伪距的影响十分必要和重要。通过添加电离层时间梯度模型和多径模型，对平滑滤波器的输出误差进行理论分析， 并对上述分析结果进行仿真验证，从而为选取电离层时间梯度监测门限值、选择合适滤波常数等场景提供理论基础。     

GPS信号的多普勒频移和时移分析推算

对GPS信号总是采用相干接收和处理，本地信号需要时刻保持与卫星信号之间频率和码相位的严格对准。GPS卫星和用户的运动将使接收信号的频率发生改变，同时也将使信号中的码速率发生改变，从而影响对信号的捕获、跟踪和对伪距的测量，这成为GPS接收机设计者和对抗者关注的焦点之一。文章仔细分析推算了多普勒频移和时移及其变化率，取得了重要数据，并简要分析了对环路的影响。     

压制干扰对GPS接收机码跟踪环的性能影响分析

压制干扰是GPS接收机面临的重要的人为威胁之一,对伪码跟踪的跟踪测距精度产生影响,甚至导致伪码跟踪环失锁。干扰对伪码跟踪环的影响模型涉及许多因素,建模比较困难。以常用的非相干超前减滞后功率延迟锁定环为例,建立了码跟踪环在宽带噪声干扰、窄带干扰和点频干扰下的跟踪误差模型,比较了压制干扰对C/A码和P(Y)码跟踪环性能的不同影响。通过对不同干扰方式下C/A码和P(Y)码跟踪误差的仿真,得出了对C/A码和P(Y)码跟踪环性能影响较大的干扰方式和干扰频率,为GPS接收机干扰方法和抗干扰措施的选择提供了理论依据。     

单频GPS导航定位中的电离层延迟改正方法

电离层延迟是单频ＧＰＡ导航定位的主要误差源之一。本文提出了一种利用单频ＧＰＳ接收伪码载波相位实时观测数据实时估计和改正电离层延迟的方法，着重阐述了利用局部电离层垂直延迟模型和实时观测数据确定载波相位整周模糊度的步骤，并讨论了该电离层改正方法的优缺点和应用前景。     

PPM伪随机码及其应用

提出一种产生伪随机PPM信号的方法 ,并利用产生的伪随机PPM信号调制伪随机码获取PPM伪随机码。推导了PPM伪随机码的自相关函数和功率谱 ,并结合图形分析了它们的特点。最后对PPM伪随机码应用于伪码调相与伪随机PPM复合雷达引信作了介绍     

FFT快速捕获算法在GPSC／A码与P（Y）码中的应用

一种快速、有效的GPS信号捕获方法是通过在整段数据上并行搜索伪码相位,对一段输入数字中频(IF)序列和一段本地复现伪码序列进行快速傅里叶变换(FFT)运算来实现。分析了用FFT实现循环相关及其在GPS C/A码捕获中的应用,采用整区间相关、扩展复现码折叠、叠加相加和叠加丢弃法实现P(Y)码快速直接捕获,用补零、线性内插、Sinc内插、平均相关和双倍长度补零法解决计算点数问题,用扩展计算点数方法解决由导航数据引起的相位反转、超长序列与短序列进行线形相关运算及用循环相关实现线形相关等应用中的具体问题。     

GPS/INS超紧致耦合压制干扰能力分析

采用带限高斯噪声和同速率伪码相关信号对全球定位系统(GPS)/惯导系统(INS)超紧致耦合导航系统GPS军码接收机实施压制干扰。通过分析GPS P(Y)码和M码信号功率谱变化特点,对以上两种压制干扰进行信号参数的优化确定,进而计算出参数优化后的干扰信号造成GPS/INS超紧致耦合GPS军码接收机载波环路失锁时射频前端处所需的最小干扰功率。考虑干扰信号入射角与接收天线增益的关系,仿真得到不同高度干扰源发射功率与有效干扰距离的关系曲线。根据要地目标的防护需求,对不同制导武器所需的连续压制干扰作用距离进行定量分析,并在此基础上对沿来袭制导武器航路附近部署的多干扰源位置坐标和数量设置问题完成建模求解。     

GPS L1C信号Weil码相关性能分析

伪码是码分多址信号的基本组成,寻找具有良好相关性能的伪码是基于码分多址的无线通信和无线电导航等信号设计中的重要环节。Weil码是一种基于勒让德序列移位相加形成的伪随机码,具有良好的相关性能,且具有相对灵活的可选序列长度,将在GPS的L1C信号中得到应用。在提出伪码选择方法的基础上,对Weil码的产生方式进行了介绍,并对几种典型的伪码的理论相关性能和序列长度特点进行对比分析,对L1C信号采用的126个Weil码的奇相关和偶相关性能进行仿真,结果表明在10 230的序列长度下Weil码具有良好的相关性能。     

一种GPS伪卫星基带设计与实现

为适应未来复杂的导航定位需求,解决卫星定位系统的易受干扰问题,可使用伪卫星扩展其使用范围。本文提出一种基于FPGA实现GPS伪卫星基带的设计方法。首先,对FPGA所实现功能模块进行设计和仿真,然后完成硬件电路设计与PCB布版。最后对GPS伪卫星基带信号进行测试验证,结果表明该设计满足相关要求,达到了预期效果。     

一种快速的防伪起始码处理方法

伪起始码在AVS视频编码标准中起着关键作用.出现伪起始码将使图像的头信息发生错误,导致后续信息发生错位.因此,在完成熵编码输出前,必须进行伪起始码检测.分析了传统的和AVS标准中采用的防伪起码方法,在此基础上,提出了一种采用整字节检测的快速防伪起始码方法.实验结果表明,相对于原有方法,在有无伪起始码时,处理速度均可提高20倍以上.     

基于状态机伪码快速捕获的研究

在扩频通信系统中,长伪码序列的快速捕获是一个关键问题。针对传统捕获方法捕获速度慢、消耗资源多的缺点,提出一种基于状态机的新型伪码快速捕获方法,介绍了状态机伪码快速捕获方法的原理并在FPGA上实现了快速捕获。仿真结果表明,和传统的串行捕获方法相比,该算法在不降低捕获速度的基础上消耗更少的资源。