基于非相干积分时间调整的微弱GPS信号捕获

研究微弱GPS信号的捕获问题,由于实际接收信号存在多普勒现象,使信号减弱.针对传统方法快速傅立叶变换(FFT)不能有效捕获到GPS微弱信号,导致定位失败,为有效捕获微弱信号,提出了根据非相干积分时间调整的微弱GPS信号捕获算法.算法在FFT并行捕获的基础上,将相干积分的时间加长(批处理),同时对非相干积分做时间频率调整,从而既能提高整体信号强度,又能避免多普勒现象对捕获的影响.仿真结果表明,可以较好地避免多普勒现象引起的C/A码基码摄动,在处理的GPS数据为1 s的情况下,能很好地捕获到信噪比低至16dB-Hz的GPS信号,为设计提供了可靠依据.     

GPS信号串行捕获算法研究

传统串行搜索算法在时域内对所有可能的频点和相位进行串行搜索,搜索的过程只需要加法和乘法运算,无论是在硬件还是软件中都容易实现,在GPS接收机设计中得到大量应用.但由于串行搜索算法在实际接收机中实现时,捕获过程需要大量的相乘、累加运算,需要较长的捕获时间.文中从降低相乘和累加运算个数入手,提出一种改进算法,使得捕获速度得到明显提高.利用MATLAB分别对传统的和改进的算法进行了算法仿真;根据信号捕获理论结合仿真实验结果,对两种算法进行了比较和分析,认为改进算法可以有效的应用于GPS信号捕获,而且提高了捕获的速度.该算法时于其它系统的伪随机码捕获也是适用的.     

一种基于比特量化的GPS并行码捕获算法

针对GPS L1信号的软件接收机(SDR)的快速捕获问题,设计了GPS信号并行码相位搜索捕获的优化算法.首先分析了FFT并行码相位搜索捕获的理论模型,由本地C/A码功率谱频谱分布特点,使用前半频域范围内的信息,进行算法的初步优化;在此基础上采用比特量化方法量化数据信号,使单个计算机储存单元存储多路二进制量化数据,实现对多路数据的并行处理.实验证明改进的并行码相位搜索捕获算法极大地提高了捕获速度,是改进前的5倍,尽管有较少信号强度的衰减,但不影响捕获的正确性,实现了GPS信号的快速捕获.     

一种GPS软件接收机自适应门限快速捕获算法

当前GPS接收机的搜索策略是基于C/A码相位和载波频率的串行搜索．基于二维串行搜索，本文推导了不同累加次数下捕获到信号的概率密度函数和未捕获到信号的概率密度函数，提出一种新颖的自适应门限捕获算法．该算法能根据接收卫星信号功率的不同自动地调整门限，同时保证误捕率恒定．相对于传统的固定门限的捕获算法，该算法捕获速度更快，从而减小了首次定位时间．     

适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法

为了解决全球定位系统(GPS)软件接收机中弱信号捕获存在灵敏度和运算效率低的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)改进的差分相干累积算法。通过对去载波后的中频信号进行块累加处理,解决了相干积分时间的限制;根据FFT频移特性,采用多普勒圆周移位搜索替代频率补偿搜索,减少了FFT运算量;同时采用了不同的下变频,降低了频域分量间的损耗;对相干积分结果进行了差分相干累积,相对于传统的非相干累积,提高了信噪比。实验结果表明,该算法在-39dB的低信噪比环境下仍能捕获到所有微弱信号,具有较高的灵敏度和运算效率。     

基于FPGA技术的微弱GPS信号捕获实现方法

当GPS信号载噪比低于44dB-Hz时,捕获难度较大,利用FPGA技术来解决软件GPS接收机难于捕获微弱信号的问题是主要目的。首先介绍了中频GPS信号,描述了传统捕获方法的数学模型,接着提出了基于FPGA的微弱信号捕获方法,方法采用傅立叶变换和反变换算法在频域内搜索微弱信号,最后给出设计流程并详细介绍大规模相关器的构建过程。仿真结果表明方法能够成功捕获载噪比低至25dB-Hz的微弱GPS信号;如果将适当的采样率与批处理相结合,可以进一步抑制噪声,达到更好的捕获效果。对FPGA的捕获方法能够有效提高软件GPS接收机捕获微弱信号的能力。     

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。     

基于批处理的改进FFT微弱信号捕获算法及其实现研究

为了解决GPS微弱信号的快速捕获问题,在基于FFT捕获方法的基础上,改进过去的相干积分或非相干积分,提出了一种新的改进微弱信号捕获算法,采用批处理方式提高捕获增益,并运用多普勒补偿,提高信号累加时间容限,进一步提高信号捕获灵敏度。大量仿真测试表明,该方法较传统的FFT算法,捕获概率大为提高,最后在FPGA上对该方案进行了具体实现。     

基于匹配滤波器与FFT的伪码快速捕获方法及性能分析

针对GPS信号伪码捕获消耗资源大与捕获时间长的问题,采用匹配滤波器(MF)与快速傅里叶变换(FF-T)相结合的方法.该方法有效结合了串行捕获与并行捕获的优点,在减少硬件资源的同时实现了信号的快速捕获.详细推导了该算法的理论,并在Matlab平台上实现了伪码捕获的仿真及算法性能分析.分析表明该算法较其他算法在减少资源消耗、实现快速捕获及抗干扰方面有较大的优越性,并可应用于下一代全球导航卫星定位系统(GNSS)信号的捕获,为新一代的卫星伪码捕获奠定了基础.     

微弱GPS信号捕获算法的仿真研究

研究微弱全球定位系统(GPS)信号准确捕获问题.由于环境中存在各种干扰,造成准确性差.GPS信号捕获过程中多个参数需要优化,参数互相关联,要对GPS进行准确定位,必须获取最优参数.传统算法难以获得全局最优参数,导致微弱GPS信号捕获灵敏度低.为了提高微弱GPS信号捕获灵敏度,提出将混沌粒子群算法引入到PS信号捕获过程中参数优化问题求解,以获得全局最优参数.仿真结果表明,混沌粒子群算法提高了微弱GPS信号的捕获灵敏度和信噪比,能很好地解决微弱GPS信号的准确捕获问题.