微弱GPS信号矢量频率锁定环设计

载波跟踪环是传统独立式GPS接收机最脆弱的环节,针对弱信号环境下其比伪码跟踪环路更容易失锁的问题,本文给出一种基于矢量频率锁定环(vector-frequency lock loop,VFLL)的载波跟踪方法。给出VFLL理论推导及实现过程,并以最小二乘估计方法证明VFLL在载波跟踪性能上优于频率锁定环(frequency lock loop,FLL)。静止场景时9颗卫星实验结果显示,本文给出的方法能够实现14 d B/Hz微弱GPS信号的载波跟踪。     

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。     

GPS信号码跟踪环算法研究

对GPS卫星信号传统码跟踪环的跟踪性能和计算量进行了分析,为了提高码跟踪环的计算效率,降低计算量,对非相干型码延迟锁定环进行了研究;以点积功率鉴别器为出发点,对延迟锁定环的环路结构进行了重构,提出了一种改进的环路算法,并对传统环路和改进环路的算法复杂度和硬件成本进行了比较分析.改进环路在不损失跟踪特性的前提下,不仅降低了硬件的实现成本、资源的消耗和计算量,而且提高了计算效率;实验结果表明此改进环路是可行的.对于其他导航系统的接收机来说,此方法也具有一定的适用性.     

星间激光干涉仪中频载波跟踪技术研究

针对星间激光干涉测距系统高动态载波跟踪的需求,提出了一种基于锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的载波跟踪算法,采用改进后的叉积自动频率跟踪环(CPAFC)进行频率牵引,采用科斯塔斯环对载波相位进行高精度跟踪,有效解决了高动态条件下环路跟踪精度和动态适应性能之间的矛盾。基于simulink搭建了模块化仿真系统,对载波环路的性能进行了仿真,结果表明该跟踪环路能够适应±6 kHz/s的环路动态,可用于星间激光干涉仪高动态载波信号的稳定跟踪。     

MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计

在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

动态和噪声环境下伪码和载波联合测距算法研究

在分析伪码和载波跟踪环性能的基础上,给出了跟踪环路的最优带宽.根据实时估计的信噪比动态的更新环路带宽,减小噪声带来的跟踪误差.针对载体的动态性利用AFC算法快速得到多普勒频率,并利用载波辅助伪码跟踪环路,可以在较窄的环路带宽下跟踪高动态的扩频信号,从而可以很好地抑制宽带噪声,提高跟踪精度.理论分析和仿真表明,该方法能有效改善环路的动态性能和跟踪精度,满足系统要求.     

无人机上行链路数据传输方案

为保证无人飞机在动态环境下数据传输的稳定性和可靠性,提出了一种循环正交M元扩频上行链路数据传输方案。按此方案传输数据,发送信号不存在潜在的周期性,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障。在动态环境中,由于载体具有较大的加速度,载波多普勒频移剧烈变化,普通接收机载波跟踪环极易失锁,故提出一种基于经验值查表的载波跟踪算法,在锁频环内引入经验值查找表,环路能自适应调整环路滤波器带宽,从而实现任意时刻的高精度载波跟踪。     

多径信道下扩频导航信号跟踪性能研究

针对扩频导航信号多径信道下信号跟踪性能,分析了时延小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位和载波相位跟踪误差的影响,并建立跟踪环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环和载波相位跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上,对伪码相位跟踪和载波相位跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相埘直达信号伪码相位和载波相位时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.关键字:多径信道;伪码跟踪;载波跟踪;跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相对直达信号伪码相位和载波相痊时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.     

直接序列扩频系统中的一种新PN码跟踪环

提出一种新颖的全数字PN码跟踪，该跟踪环采用符号判决电路和数字序贯滤波器取代经典的环路滤波器来提高衰落环境下的跟踪性能。通过将定时调整过程等效为一时间离散取值离散的齐次马尔可夫链，导出了瑞利衰落下该环路定时误差的稳态概率分布，并对该结果进行了计算机仿真验证，给出了定时误差稳态概率分布、平均失锁时间与定时误差标准偏差的数值结果及分析。     

基于三线法的高动态载波同步方案

针对在高动态下实现载波同步的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)三线谱法和锁相环(PLL)相结合的载波同步方案:首先在利用周期图峰值进行粗估的基础上,根据提出的新的插值公式,利用峰值左右2条谱线的幅度进行细估;再将得到的载波参数作为跟踪环路的引导频率,控制数控振荡器(NCO)的输出频率;最后通过PLL环路的自适应算法实现载波相位的动态跟踪。该方法一方面可使载波参数的实时精确估计能够适应高动态低信噪比的要求,减小了跟踪时间;另一方面在跟踪环路中由高精度的PLL进行相位补偿,二者结合可以满足动态性能和跟踪精度的要求。     

Optimization of the carrier tracking loop for GPS high dynamic receivers

A carrier tracking loop which can adjust the loop parameters adaptively is proposed for high dynamic application.Three modules,called theα-β-γfilter model,adaptive loop structure model and adaptive loop bandwidth model respectively,are added in the presented tracking loop compared with the traditional carrier tracking loop based on the second-order frequency lock loop(FLL)assisting third-order phase lock loop(PLL)loop filter.And the optimization methods for the tracking bandwidth and the carrier loop order are analyzed.The real-time estimation methods of the dynamic parameters,the velocity,acceleration and jerk along the line of sight(LOS)between the satellite and the receiver's antenna,and the measurement parameters are discussed based on the presentedα-β-γfilter algorithm.A method is introduced to improve the filter's dynamic response to meet high dynamic application by self-adjustedα-βγfilter coefficient used in the tracking loop.The performance of three cases with different carrier tracking loop is compared by simulation.     

用作载波恢复的锁频锁相环

介绍了一种改进的锁相环－锁频锁相环的电路结构和工作原理,该锁相环适用于既需要大的捕捉范围同时又需要窄带跟踪的应用领域。目前,锁相环在高清晰度电视ＶＳＢ传输系统载波恢复中得到了应用。     

基于锁角环路的空间多目标跟踪算法

为了解决传统的移动多目标跟踪计算量大、实时性差的问题,针对阵列天线提出一种基于锁角环路的多目标跟踪算法.该算法利用正交波束空间矩阵,对多个目标的分布范围进行初始定位,并以此作为锁角环路的初始状态;在得到方位的粗估计后,采用基于空间相关器的锁角环路,对快速移动目标源进行自适应的实时跟踪,该算法既保证了环路在任意初始状态下都能进入锁定状态,又提高了环路的跟踪性能.仿真表明：该算法在跟踪多个空间目标时不但具有较高的精度,而且有很好的实时性.同基于PASTd的跟踪算法相比,在性能相近的条件下,有效地降低了计算复杂度.     

基于自适应卡尔曼滤波的GNSS矢量锁定环路

为了减小卫星信号信噪比变化对全球导航卫星系统(GNSS)接收机当中矢量锁定环路(VLL)的不良影响,使用一种基于新息的自适应卡尔曼滤波方法对其改进,以实现对VLL滤波器观测噪声协方差矩阵的实时调整．使用后处理软件全球定位系统(GPS)接收机处理信号发生器产生的中频数据以对提出的方法进行验证．实验结果表明,相对于传统标量环路(SLL),基于自适应卡尔曼滤波的VLL可以在信噪比降低甚至可见卫星数目不足的环境下工作,其载波频率跟踪精度及导航定位解精度均优于固定参数矢量环路和传统标量环路．     

重型汽车起步的变结构串级双环控制

为了提高重型汽车电控机械式自动变速器起步控制的平顺性，在对接合点前后加速度变化的分析基础上．提出了采用变结构串级双环控制维持发动机转速恒定的起步控制算法．针对离合器操纵系统的非线性特性，加速度环采用单神经元自适应PID（Proportional Integral Differential）控制算法来解决非线性控制问题．实验结果表明采用该算法可有效抑制接合点前后的加速度，从而提高起步过程的性能．     

重型汽车起步的变结构串级双环控制

为了提高重型汽车电控机械式自动变速器起步控制的平顺性，在对接合点前后加速度变化的分析基础上．提出了采用变结构串级双环控制维持发动机转速恒定的起步控制算法．针对离合器操纵系统的非线性特性。加速度环采用单神经元自适应PID（Proportional Integral Differential）控制算法来解决非线性控制问题．实验结果表明采用该算法可有效抑制接合点前后的加速度，从而提高起步过程的性能．     

一种数字锁相环的参数设计方法

数字锁相环在实际通信系统中应用广泛,但其精确的环路参数设计比较困难。针对这一问题,以数字反正切载波恢复锁相环为例给出了一种环路参数设计方法,利用模拟环路和数字环路的对应关系,完成数字锁相环的参数设计。仿真结果表明了该方法的有效性。