高動(dòng)態(tài)下P碼快速捕獲的算法研究.pdf

1、GNSS系統(tǒng)(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),包含了美國(guó)的GPS、俄國(guó)的GLONAS、歐盟的Galileo系統(tǒng)、以及中國(guó)的Compa,其在軍事、航空航天領(lǐng)域中有著不可忽視的重要作用。但是多數(shù)空間飛行器等都是在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下工作,即載體的運(yùn)行速度或其加速度都有很大的變化范圍,因此如何提高GPS接收機(jī)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下對(duì)信號(hào)的環(huán)境,具有很重要的實(shí)際意義。
　　相對(duì)于C/A碼,P碼的周期長(zhǎng)(7天)、碼速率高(10.23Mb/s),雖

2、不易于捕獲,但其碼片元寬度僅為C/A的十分之一,相應(yīng)的測(cè)距誤差小,定位精度遠(yuǎn)高于C/A碼的定位精度,因此對(duì)P碼進(jìn)行捕獲具有更實(shí)際意義。在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下,載體的高速運(yùn)動(dòng)造成接收信號(hào)的載波頻率中帶有很大的多普勒頻移,給信號(hào)的捕獲帶來(lái)了很多的困難。同時(shí)由于P碼的捕獲時(shí)間長(zhǎng),不但會(huì)造成系統(tǒng)的運(yùn)算量增加,也會(huì)增加發(fā)生動(dòng)態(tài)變化的機(jī)率,降低捕獲系統(tǒng)對(duì)高動(dòng)態(tài)的忍受能力。因此,本文重點(diǎn)研究高動(dòng)態(tài)環(huán)境下P碼信號(hào)的快速捕獲算法的研究,具體工作如下:
　　

3、1.介紹GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)結(jié)構(gòu)及其捕獲原理,根據(jù)P碼信號(hào)發(fā)生器的工作原理模擬出P碼信號(hào),同時(shí)分析了影響信號(hào)捕獲性能的影響因素。
　　2.分析高動(dòng)態(tài)環(huán)境下,信號(hào)的多普勒頻移,多普勒頻移變化率以及多普勒變化的變化率對(duì)P碼信號(hào)相干輸出造成的影響,以及高動(dòng)態(tài)多普勒頻偏對(duì)相干檢測(cè)時(shí)間的影響。
　　3.研究高動(dòng)態(tài)環(huán)境下P碼快捕算法。首先提出基于多通道并行的P碼頻域FFT快速捕算法,對(duì)捕獲系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì);其次在

4、頻域FFT快捕的基礎(chǔ)上,為了更好的提高系統(tǒng)的抗干擾能力,提出改進(jìn)的基于匹配濾波器與FFT相結(jié)合快捕方案,并分析設(shè)計(jì)了高動(dòng)態(tài)環(huán)境下該方案的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)。
　　4.針對(duì)高動(dòng)態(tài)弱信號(hào)的環(huán)境,提出基于動(dòng)態(tài)檢測(cè)的P碼快速捕獲方案。主要是基于Duffing混沌振子算法,提出基于Duffing混沌振子動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)的P碼快速捕獲方案。該方案實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的快速捕獲目的的同時(shí),更通過(guò)分層陣列式補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)多普勒頻偏做了精細(xì)的補(bǔ)償,從而大大的縮小了頻率偏