高動態(tài)下GPS信號載波同步方法的研究及其仿真.pdf

1、高動態(tài)環(huán)境給GPS擴頻接收機中偽碼與載波的捕獲和跟蹤帶來很多問題,例如使載波產(chǎn)生較大的多普勒頻移和頻率變化率等。本文針對高動態(tài)下的GPS接收機中的載波同步問題進行了深入研究,設(shè)計了鑒頻鑒相聯(lián)合的跟蹤方案,采用了變增益變帶寬策略,重點對科斯塔斯環(huán)進行了數(shù)字化設(shè)計,完成了方案的Matlab/Simulink仿真和性能分析。
　　論文的主要工作包括下述幾個方面:
　　文章首先概述了GPS系統(tǒng)及組成等,分析了GPS信號的組成、產(chǎn)生原

2、理及信號發(fā)射的BPSK調(diào)制模型,完成了GPS信號生成過程的仿真。詳細分析了高動態(tài)產(chǎn)生的多普勒頻移對碼同步和數(shù)據(jù)解調(diào)造成的影響。
　　在第四章中,首先對典型的最大似然估計算法、擴展卡爾曼濾波算法、數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)進行了簡單的理論分析,并分析了其性能。結(jié)合GPS調(diào)制信號的特點,詳細分析了鎖相環(huán)技術(shù),比較了一階鎖相環(huán)與二階鎖相環(huán)的特性和不同鑒相器的鑒相特性,對環(huán)路濾波器進行了數(shù)字化設(shè)計。在高動態(tài)下,結(jié)合鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)的優(yōu)點,設(shè)計出了采用聯(lián)

3、合跟蹤的方案:初始跟蹤用四相鑒頻器跟蹤頻率變化,能較快地消除大部分多普勒頻移的影響,在剩余頻差不大的范圍內(nèi),用鎖頻環(huán)跟蹤使剩余頻差相差至很小時,轉(zhuǎn)入Costas環(huán)跟蹤的方案,對方案的組成模塊進行了設(shè)計和參數(shù)計算。重點分析了帶有鎖定/假鎖機制的數(shù)字Costas環(huán),采用了變增益變帶寬環(huán)路策略。分析了改進環(huán)路的性能及環(huán)路易出現(xiàn)的問題等。
　　最后,用Matlab/Simulink工具箱對給出的方案及關(guān)鍵組成模塊進行了仿真,并給出了仿真結(jié)