基于PMF-FFT的高動(dòng)態(tài)導(dǎo)航信號捕獲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、GPS(全球定位系統(tǒng))是新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),在民用和軍事等方面有著廣泛應(yīng)用。而導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭等載體大都是工作在高動(dòng)態(tài)環(huán)境,具有較大的運(yùn)動(dòng)速度和加速度,導(dǎo)航接收機(jī)所接收到的信號和本地信號之間存在較大的多普勒頻偏和偽碼延時(shí),對信號的捕獲提出很高的技術(shù)要求。本文主要針對高動(dòng)態(tài)環(huán)境下導(dǎo)航信號的捕獲展開討論,具體研究內(nèi)容如下:
　　本文先對GPS信號的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析,在研究導(dǎo)航信號捕獲基本原理的基礎(chǔ)上建立PMF-FFT捕獲算法的數(shù)學(xué)模

2、型。針對該算法存在的扇貝損失問題,分析和研究數(shù)據(jù)補(bǔ)零和加窗補(bǔ)償?shù)葍煞N方法,有效消除扇貝損失的影響。
　　通過建立高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航信號數(shù)學(xué)模型,分析載波多普勒頻偏及其變化率和偽碼延時(shí),研究偽碼延時(shí)和載波多普勒頻偏對相干輸出帶來的影響。在此基礎(chǔ)上對PMF-FFT的捕獲系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)做詳細(xì)的分析設(shè)計(jì),并提出高動(dòng)態(tài)環(huán)境下基于改進(jìn)的PMF-FFT算法的捕獲方案,通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)表明,此方案的捕獲性能良好。
　　考慮FPGA芯

3、片內(nèi)部資源,提出硬件可實(shí)現(xiàn)的高動(dòng)態(tài)捕獲方案。采用自頂而下的設(shè)計(jì)方法,將整個(gè)捕獲系統(tǒng)劃分為各個(gè)子模塊,并對其輸入激勵(lì)驗(yàn)證功能。采用改進(jìn)的匹配濾波器結(jié)構(gòu)減小芯片存儲資源消耗;加入雙D觸發(fā)器同步電路解決跨時(shí)鐘域異步問題;采用截取高位的方式對每個(gè)模塊的輸入輸出端口做最佳精度定點(diǎn)量化處理,盡量做到資源優(yōu)化的同時(shí)保證量化損失不影響捕獲性能;通過狀態(tài)機(jī)的控制將各個(gè)子模塊連成一個(gè)有機(jī)整體。
　　最后搭建高動(dòng)態(tài)捕獲測試閉環(huán)系統(tǒng)。模擬多種高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)場