微弱GPS信號捕獲算法的研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的迅速發(fā)展,基于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到日常生活的諸多領(lǐng)域,在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。為了適應(yīng)用戶需求,需要GPS接收機(jī)能在信號受到多路徑效應(yīng)、多障礙物遮擋等強(qiáng)衰減環(huán)境下正常工作,對接收機(jī)靈敏度的要求越來越嚴(yán)格。由于特殊環(huán)境下信號異常微弱,因此能否捕獲到GPS信號就成了問題的關(guān)鍵。本文主要針對GPS微弱信號的捕獲技術(shù)展開研究,主要研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　 1.分析了GPS的信號結(jié)構(gòu)、GPS信號中

2、擴(kuò)頻碼的相關(guān)特性以及擴(kuò)頻調(diào)制方式,構(gòu)建了GPS數(shù)字中頻信號模型并仿真生成中頻信號。
　　 2.闡述了GPS信號捕獲的基本原理,捕獲的關(guān)鍵在于捕獲偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼的初始碼相位和載波多普勒頻移。對比常用的捕獲策略并重點(diǎn)分析了基于FFT的頻域并行碼相位捕獲策略,給出該捕獲策略的具體實(shí)現(xiàn)過程。
　　 3.將基于FFT的頻域并行碼相位捕獲策略應(yīng)用到微弱信號的捕獲算法當(dāng)中來提高捕獲效率,從影響GPS微弱信號捕獲性能的因素:預(yù)檢測時(shí)間長度

3、、檢測概率、虛警概率等幾方面研究了相干累積、非相干累積、簡易差分相干累積三種微弱信號的捕獲算法,通過實(shí)驗(yàn)分析可知,增加相干累計(jì)時(shí)間長度Tcob和累積次數(shù)K均能提高捕獲性能,且適當(dāng)?shù)脑黾覶coh比增加累積次數(shù)K具有更好的捕獲性能。從檢測概率與載噪比的關(guān)系以及相同的數(shù)據(jù)長度下三種算法捕獲后的檢測信噪比對比表明,簡易差分相干累積捕獲微弱信號性能更優(yōu)。
　　 4.為進(jìn)一步提高捕獲靈敏度,改善捕獲后的信噪比,將小波降噪技術(shù)引入GPS微弱信