GPS擴(kuò)頻碼的捕獲與跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、全球定位系統(tǒng)（GPS，Global Position System）是新一代的精密衛(wèi)星定位系統(tǒng)。面對當(dāng)前定位導(dǎo)航產(chǎn)品廣闊的市場以及應(yīng)用前景，研究GPS定位系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實(shí)及長遠(yuǎn)意義。另外，研究GPS導(dǎo)航系統(tǒng)還能為我國研究制定自己的軍用導(dǎo)航定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提供一定的理論支持。 GPS系統(tǒng)擴(kuò)頻碼的同步技術(shù)包括GPS擴(kuò)頻碼的捕獲技術(shù)和GPS擴(kuò)頻碼的跟蹤技術(shù)，即擴(kuò)頻碼的粗同步與精同步技術(shù)。GPS系統(tǒng)的同步技術(shù)是GPS系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

2、。同步性能的好壞直接對應(yīng)于測距的精度的高低，同步技術(shù)的好壞在一定程度上直接決定了GPS性能的好壞。國內(nèi)外很多專家對GPS系統(tǒng)擴(kuò)頻碼的同步技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 GPS擴(kuò)頻碼的捕獲過程就是對GPS擴(kuò)頻碼在時(shí)間和頻率上大范圍的二維搜索過程。由于P碼的速率高，序列周期長，所以對P碼的直接捕獲十分困難。對P碼直接捕獲技術(shù)的研究是現(xiàn)階段GPS系統(tǒng)研究的難點(diǎn)，由于條件等限制，本文只對C/A碼的捕獲與跟蹤研究。此外，在GPS系統(tǒng)中需要對捕獲

3、之后的擴(kuò)頻碼進(jìn)行跟蹤，GPS擴(kuò)頻碼的跟蹤是通過科斯塔斯環(huán)與碼同步環(huán)實(shí)現(xiàn)的?？扑顾弓h(huán)與碼環(huán)能較快實(shí)現(xiàn)對信號的跟蹤，本文針對上面兩方面做了以下的一些工作： 本文對C/A碼的捕獲進(jìn)行了深入的研究?；趯鴥?nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中C/A碼直捕方法的分析與對比，并且結(jié)合在實(shí)際工程中硬件資源需求的考慮，本文采用了一種基于FFT的循環(huán)相關(guān)捕獲的方法。本方法利用FFT實(shí)現(xiàn)接收信號與本地C/A碼的并行相關(guān)，同時(shí)完成頻偏的搜索，將傳統(tǒng)的二維搜索轉(zhuǎn)換為并行的

4、一維搜索，從而能快速實(shí)現(xiàn)C/A碼捕獲。該方法能利用較少的硬件資源實(shí)現(xiàn)對C/A碼的直接捕獲。并且在粗捕獲后，對信號進(jìn)行精捕獲估計(jì)，從而得到合適跟蹤環(huán)的精細(xì)頻率。對長記錄電文的相關(guān)處理，本文提出了一種基于重疊相加法及FFT快速捕獲方法，在Matlab上仿真驗(yàn)證了其正確。此外，本文提出了一種改進(jìn)的捕獲弱信號的方法，相關(guān)積分與批式捕獲相結(jié)合方法，此方法可以捕獲信噪比最低為27db-Hz的信號，有效地提高了GPS軟件接收機(jī)的捕獲靈敏度。本文給出了