高动态数字化GPS软件接收机系统

为了研制高动态GPS软件接收机,本文利用TMS320C6713,GP2010和GP2021设计了软件接收机硬件平台.基于所选择的硬件平台,对捕获、码跟踪、载波跟踪算法的选择及其参数与接收机动态性能的关系进行分析.实验结果表明:理论分析和实验结果是吻合的,所研制的GPS接收机在速度12 km/s、加速度为10 g,加加速度为10 g/s、数据更新率为10 Hz的情况下,定位精度可达15 m.     

GPS软件接收机载波跟踪环的设计实现

在接收机的信号优化问题的研究中,多普勒频移的跟踪是GPS信号解扩的关键技术之一.针对传统载波跟踪环路中由接收机加速度和加加速度引起的多普勒频移跟踪误差大的缺点,根据科斯塔斯(Costas)环实现载波跟踪的基本原理,为了减少信号误差,提出了接收机载波跟踪环路中鉴别器、滤波器和载波NCO的一种软件实现方法,推导出在不同动态环境下载波跟踪环路带宽和环路频率更新时间的理论值范围,最后对不同动态软件接收机接收的信号进行了跟踪仿真.结果表明:设计的载波跟踪环路功能正常,性能稳定,可快速精确地完成GPS信号的载波跟踪.     

基于GPS软件接收机的C/A码捕获算法

为了尽量减少导航电文数据比特跳变带来的影响,在基于FFT的并行码相位搜索算法的基础上,采用两相邻毫秒数据进行捕获,再利用DFT细化频率估计,得到C/A码相位和较精确的载波频率。利用实际采集的数据进行实验,结果证实了该方法能快速有效地对C/A码进行捕获,为后续跟踪环路提供了良好的初始条件。     

GPS软件接收机的频域相关捕获算法

GPS软件接收机在移植性、灵活性等方面具有很大的优势。本文从GPS软件接收机的角度讨论了GPS频域相关捕获算法。本文分析了算法的理论模型,并利用Matlab对算法进行仿真实现,成功地解算出GPS信号的码相位偏移和载波多普勒偏移。与传统的滑动相关算法进行了运算量的比较,证明了频域相关捕获算法的优越性。     

试论GPS软件接收机信号的处理算法分析

为了能够在通用处理器上实现GPS软件接收机的功能,需要一套可以适用于GPS软件接收机的信号处理算法。目前,GPS软件接收机是以本地预存的载波表与码表来产生跟踪中所需要的本地载波和伪码,这样就增加了软件接收机的信号处理效率。     

基于载波表的GPS载波跟踪环路研究

实时GPS软件接收机可以使用查找表的方法得到本地复现载波以减少运算量。载波表是由一组具有一定频率间隔和固定初始相位的正弦和余弦信号组成。传统的载波跟踪环路无法使用具有离散频率和不连续相位的复现载波完成GPS载波跟踪。针对这一问题,使用相位补偿算法对载波进行相位补偿,设计了基于载波表的载波跟踪环路。仿真结果表明该载波跟踪环路能有效实现GPS信号的载波跟踪,且与传统的载波跟踪环路相比仅有微小的信噪比损失和频率跟踪精度衰减,可用于实时GPS软件接收机设计。     

GPS软件接收机信号的快速捕获与跟踪

根据GPS软件接收机对数据块进行信号处理的工作方式,研究基于快速傅里叶变换的循环相关法伪码快速捕获与跟踪技术。基于实测GPS中频数据,采用循环相关法在频域计算输入信号与本地信号的相关值,由相位关系得到精细载频。仿真结果表明,该技术能减少运算量,缩短捕获时间。得到的载频能满足跟踪环对频率分辨率的要求。对跟踪结果进行子帧匹配和奇偶校验后,可以获得导航电文信     

基于FPGA-DSP的GPS软件接收机算法研究

本文基于GPS信号跟踪、捕获的算法特点和FPGA与DSP的性能特点,给出了可配置处理算法的适应于高动态信号环境的高性能的CA码单频GPS软件接收算法的设计,并在实践应用中证实了算法的可靠性.     

GPS软件接收机的信号捕获和跟踪

由于GPS软件接收机的高度灵活性,其应用也越来越广泛。这里我们使用Zarlink的GP2015和GP4020硬件电路接收卫星信号,将其降至中频IF,将模拟信号采样转为数字信号。之后将数字信号传送给PC机,在PC机上用Matlab对接收到的信号进行捕获和跟踪,之后将得到的GPS导航信号传给后面的处理模块,最终得到位置坐标。     

GPS软件接收机全系统仿真

在模块化设计架构下,利用Simulink模块产生等效GPS中频信号,引入真实GPS信号导航电文、伪距等信息模拟接收机钟差和钟漂,使中频信号更接近实际情况。通过仿真分析几种常用载波跟踪环路优缺点,找到一种最合适的频率跟踪环路,由环路得到的伪距等信息用最小二乘技术完成定位,从而实现整个GPS接收机系统纯软件仿真。仿真结果表明,该仿真有效、可行。     

一种基于GPS软件接收机的优化捕获算法

在GPS软件接收机系统中,卫星的捕获操作需要进行大量的相关运算,消耗大量的运算时间和硬件资源.虽然软件接收机采用快速傅里叶变换(FFT)算法来代替相关运算,可以一定程度上减少处理时间,但是对于嵌入式系统来说,由于耗时难以令人满意,限制了其在嵌入式平台上的应用.提出一种自适应搜索算法,利用循环相关操作的原理,在多普勒频移的搜索过程中,采用多级步进,通过不同长度搜索的步长,在保证搜索正确性的前提下,能够减少捕获操作中相关运算的数量;同时,为了减少不必要的硬件消耗和运算消耗,将多级步进预先设置并储存到数据表,从中得到足够精确的多普勒搜索步长,因此利用自适应搜索算法可以减少部分不必要的快速傅里叶变换的数量,提高捕获操作的时间效率.实验证明此方法能够一定程度上提升捕获操作的效率,从而减少捕获所需时间.     

一种单频GPS软件接收机的设计实现

GPS软件接收机相对于硬件接收机更灵活,在一些特殊应用背景下易于实现更复杂的算法,从而提升了系统的性能.有着不可比拟的优势.文章致力于研究一种基于PC的单频GPS软件接收机.GPS信号下变频和对中频信号的采样模数转换、数据传输由射频前端、数据采集板实现,采样后的数字中频信号在PC中完成捕获、跟踪、导航信息解算,并给出最终定位结果.对数据采集硬件和信号处理算法的具体实现作了详细介绍,并给出了系统测试实采数据的处理结果,结果表明系统工作正常,静态定位精度可以满足要求.     

软件GPS接收机捕获算法的研究

数字信号捕获是软件GPS接收机的重要组成部分,同时也影响软件GPS接收机的工作性能指标。通过对GPS信号结构的分析后,通过对GPS导航信号进行仿真,分别在时域和频域范围对信号搜索捕获进行了算法仿真,根据信号搜索捕获理论结合仿真试验结果,对时域/频域两类处理方法进行了分析和比较,不同捕获方法各有优点,针对不同的情况应采用不同的算法或者对不同的算法进行适当的组合以实现快速捕获的目的。     

基于软件接收机技术的低载噪比信号自适应鲁棒锁相环研究

在低载噪比条件下能够对GPS信号进行连续、精确地跟踪是GPS技术的重要研究方向. 论文以软件接收机平台为基础, 开发了适用于低载噪比信号跟踪的自适应鲁棒锁相环. 综合考虑了低载噪比信号对传统环路的影响, 建立了并行相关跟踪环路. 论文首先研究了处理独立噪声的线性最优估计滤波器, 进一步研究了基于三段式函数自适应调节因子的自适应鲁棒滤波器. 当接收到的信号比较理想时, 该新型滤波器的性能与标准Kalman滤波器基本相同. 当接收到的信号较弱或受到干扰时, 该新型滤波器能够根据接收到信号中的总相位抖动噪声智能地调节环路参数. 通过动态的平衡动态方程和量测方程对最优估值的权值贡献, 能够有效的抵制观测量野值和动态模型的建模误差对滤波器的影响. 论文通过一组实测数据对相关算法进行了验证. 试验结果证明在载噪比为24dB-Hz的弱信号条件下, 锁相环的相位跟踪误差标准差能够达到0.01周, 明显的改善了锁相环对弱信号的跟踪性能.     

GPS软件接收机的模块设计与信号处理

采用Zarlink公司的GP2015对GPS射频前端进行下变频处理,将得到的中频模拟信号转换成数字信号,结合DSP开发技术对中频数字信号进行捕获、跟踪与定位解算,用软件无线电的方法实现GPS软件接收机的模块设计与信号处理。实验结果表明,软件无线电思想能实现算法与软件的高度灵活性,可有效提高GPS接收机的信号处理能力与系统性能。     

GPS软件接收机捕获跟踪算法研究与仿真

本文对GPSL1软件接收机的捕获跟踪算法进行了研究。GPS信号的捕获分别采用时域滑动相关捕获方法和频域快速捕获算法，通过分析比较认为频域快速捕获算法计算量大为减少；在GPS信号跟踪中，采用非相干延迟锁定环（DLL），锁相环（PLL）实现对GPS信号的跟踪。