数字化DS/BPSK导航接收机伪码序列捕获系统

针对无线电导航系统中的伪码序列快速捕获问题，提出了一种数字化扩频序列捕获系统．该系统采用串并组合捕获方式，捕获判决采用了Tong算法．在对其进行数学建模的基础上，分析了系统的虚警概率、检测概率和信噪比与捕获速度的关系；给出了一种检测门限和失锁门限的确定方法．分析表明，本文提出的伪码序列捕获系统具有检测概率高、虚警概率低和平均捕获时间短的特点．     

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.     

GNSS软件接收机中相关捕获算法研究

为了适应全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的发展趋势,研究了一种GNSS软件接收机捕获多个星座卫星信号的相关捕获算法.该算法可以同时接收和处理GPS和Galileo两个系统L1频段内所有民用信号,通过仿真分析了影响算法性能的因素--本地复现序列数,并给出了利用Simulink和程序实现的算法来捕获两个系统民用信号的结果.结果表明,该算法可以很快地捕获到系统信号,具有灵活、方便、简单的特点,对软件接收机的设计有指导意义.     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

兼容GPS/Galileo系统单频接收机的研究

为了提高全球定位系统接收机定位精度的可靠性,研究了一种基于Xilinx公司的FPGA和Intel公司奔腾处理器的民用接收机．该接收机可以接收处理GPS／Galileo两个系统L1频段内所有民用信号,这样即使Intel公司GPS的粗码信号受到人为或者其它因素的干扰,接收机也能接收到来自Galileo系统的开放信号来保证用户的定位精度,而不至于影响用户的使用．结果表明,兼容两个系统的接收机不仅能提高用户定位精度的可靠性,而且有广泛的民用市场．     

基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机

设计了一种基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机. 该接收机主体采用SoCFPGA进行实现,其中HPS上的基于Xenomai的Linux实时操作系统负责系统初始化、任务调度、射频前端驱动、捕获和跟踪环路的控制、位同步和帧同步处理以及定位解算等,而数据采集、卫星信号捕获和跟踪等部分由FPGA实现. 经测试,该接收机中的实时操作系统的任务响应延迟小于15 μs,实时性能够满足北斗/GPS导航接收机对实时性的要求,且接收机的CEP测试结果达到2.290 4 m,能达到定位需求. 此外该接收机能够支持输出差分定位的原始数据及扩展组合导航.     

基于导频的串行干扰抵消技术在导航接收机中的应用

针对采用扩频体制的无线电导航系统中存在的多径干扰和多址干扰,提出了一种基于导频符号的串行干扰抵消技术,利用导频符号和跟踪环路重构干扰信号,将强于直达信号的多址信号和多径信号从接收信号中逐级抵消．建立了串行干扰抵消的数学模型;给出了实现原理框图;分析了系统的性能．理论分析和仿真结果表明,该技术能有效地消除多径干扰和多址干扰的影响,保证接收机接收到有用的直达信号,提高导航接收机的工作性能．     

船载北斗导航接收机标准体系的研究

随着北斗卫星导航系统建设,需要推广北斗导航系统在国内、国际航海领域的应用,需要在国内外建立北斗导航系统船载设备的标准,继而推进北斗在国际海事领域的应用和产业化发展,提升我国海事航海保障能力。本文介绍了北斗海事领域的标准体系,对比梳理了目前卫星导航接收机的性能要求,分析了船载北斗导航接收机标准体系研究的必要性。     

一种大步进伪码快速捕获方法的研究

在无线电导航系统中,低信噪比的情况下长伪码序列的快速捕获和重捕成为系统必须解决的一个重要问题.针对该问题,提出了一种大步进伪码快速捕获方法,并给出了大步进伪码快速捕获的原理和实现方法,详细分析了该方法的检测概率、虚警概率和平均捕获时间.该方法易于采用大规模集成芯片和数字信号处理算法实现且已经应用到实际接收机系统中,仿真结果和实践证明该方法具有较快的捕获速度,捕获灵敏度高,能够在低信噪比下稳定工作.     

低信噪比直序扩频导航信号的自适应捕获算法研究

为解决低信噪比下直序扩频导航信号的捕获,提出了一种自适应捕获算法.该算法基于相干相关模型及FFT,提高了后测信噪比、缩短了捕获时间.对GPS C/A信号的捕获进行了仿真实验,结果表明此算法明显优于非相干相关算法,可提供约2 dB左右处理增益,捕获灵敏度达到-175 dBW.该算法可以运用于其它类似的卫星定位与直序扩频测距信号的伪码精确跟踪及相位测量中.     

基于DSP＆FPGA的DS／SS伪码快捕系统研究

为了探讨PN码的快速捕获问题,依据直接扩频系统中并/串结合的伪随机码快速捕获工作原理,对系统的检测概率和虚警概率作了分析,提出了一种基于DSP&FPGA的并/串结合的伪随机码快速捕获的数字化实现方案。该方案充分利用了FPGA器件的快速性和DSP芯片灵活性特点,与目前通信设备向数字化,智能化,软件化方向发展的趋势相一致,为快速捕获的数字化实现提出了新的思路。     

基于AD9850的DS/FH混合扩频信号发生器的设计

采用DDS芯片AD9850作为跳频器和载波调制器,通过单片机软件编程控制,给出了一种混合扩频信号发生器的软硬件实现方案。结果表明,该方案构成简单、跳频速率及载波调制方式可控,输出信号稳定,并且系统的跳速可以根据要求进行改变,具有较高的灵活性。     

基于AD9850的DS/FH混合扩频信号发生器的设计

采用DDS芯片AD9850作为跳频器和载波调制器,通过单片机软件编程控制,给出了一种混合扩频信号发生器的软硬件实现方案。结果表明,该方案构成简单、跳频速率及载波调制方式可控,输出信号稳定,并且系统的跳速可以根据要求进行改变,具有较高的灵活性。     

一种基于GPS C/A码引导的P码捕获方法

针对GPS系统P码(Precision Code)信号多普勒频移大、码周期长和速率高的特点带来的捕获慢且资源消耗较多的问题,提出了一种新的基于GPS C/A(Coarse/Acquisition Code)码引导P码捕获的方法。系统首先完成C/A码捕获,然后向新型P码发生器置入引导信号zv_set,在接下来的第1个1.5s码周跳变沿对V1和V2置入计数初值;在码同步信号的驱动下,V1和V2进行循环计数,等到V2=0时,P码码值正确,返回引导完成标志。通过仿真分析,该方法资源占用率减少了50%。结果表明该方法可有效避免繁琐的运算,适用于星载GPS双频导航接收机设计。     

基于VB6.0的多路数据采集与处理系统

针对在生产过程中对现场工艺参数采集、记录不及时的问题,设计了基于VB6.0的包括硬件电路及软件编程的多路数据采集与处理系统。系统实现了上下位机的通信和对系统管理界面进行设计,可更直观地观察数据,更便捷地对系统进行控制。     

基于Qt/E的A/D数据采集系统的设计

阐述了设计Linux操作系统驱动的一般方法和步骤,并开发了嵌入式Linux操作系统的A/D驱动程序。成功移植了Qt/E应用程序并将A/D数据曲线显示在LCD触摸屏上。实验结果表明,该系统正确地实现了A/D数据采集与存储功能,并可以在较高的精度上进行较复杂算术运算。提高了工业场合的数据转换精度。     

基于北斗导航系统的航标遥控遥测单元设计

针对远离海岸线GPRS信号无法覆盖区域航标的遥控遥测需求,设计研发了基于北斗导航系统的航标遥控遥测单元,介绍了水文气象采集模块、航标状态监控模块、中央处理模块和数据通信模块的设计原理,实现了航标的智能化管理及海洋水文气象信息的感知.     

Performance analysis of fast GPS signal acquisition based on PMF and Window FFT

Combining the advantages of partial matched filter(PMF) and fast Fourier transform(FFT),an improved fast acquisition method for GPS C/A code is proposed.According to PMF-FFT acquisition architecture,the greater the number of PMF will bring out the more slowly amplitude decreasing of the amplitude-frequency response,the smaller scale of the corresponding PMF,and the larger computation of the FFT.In order to compensate the frequency spectrum attenuation caused by spectrum leakage and fence effect,adding window function to PMF-FFT is presented.Through comparing the influences to the acquisition performance based on rectangular,Hamming,Blackman and Rife-Vincent(Ⅲ) window functions,an improved Rife-Vincent Ⅲ windowing algorithm is recommended for the fast acquisition based on PMF-FFT.     

直扩系统中两种PN码同步方法的比较与仿真

扩频伪随机码（PN码）的同步是扩频接收中的关键技术，介绍了直接序列扩频系统（DS／SS）中，传统的滑动相关同步法以及一种新型的串并结合的PN码快速同步法的实现方案，分析了两种方法的基本设计思想，并根据仿真结果比较了它们的性能，表明PN码快速同步比滑动相关同步法的平均同步时间缩短了3倍左右，是一种更为优越的同步方案。