GPS軟件接收機的實現(xiàn)與定位算法研究.pdf

1、GPS被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，在測地測繪，導(dǎo)航制導(dǎo)，環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域都需要高精度定位。隨著實際應(yīng)用對接收機提出更高的要求，科研人員需要對單機GPS的高精度定位進行算法研究。雖然硬件接收機已經(jīng)非常成熟，但是對硬件接收機進行算法移植或驗證，牽涉到固化的硬件資源，實現(xiàn)比較復(fù)雜，開發(fā)周期長。開發(fā)軟件接收機可以有效的解決此問題。射頻前端對GPS的L1信號進行降頻，然后在中頻上對信號進行采樣，通過PCI總線傳輸?shù)酵ㄓ肞C機的存儲空間中。對中頻信號的解調(diào)通

2、過軟件的方法來完成，可以加快研發(fā)進度，具有很高的靈活性。因此，軟件接收機對模型搭建和算法驗證具有重要意義。本文對GPS軟件接收機的實現(xiàn)與定位算法進行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴論述了GPS軟件接收機的外部電路實現(xiàn)。在SUPERSTAR IITM OEM接收機的基礎(chǔ)上進行改裝，分析了GP2015前端芯片的信號輸出，并介紹了外圍電路模塊的功能和設(shè)計原理。 ⑵中頻信號解調(diào)以及導(dǎo)航電文的解碼。對采集的真實GPS信號在時域和頻域上進

3、行捕獲，比較了兩種方法的優(yōu)劣。在跟蹤階段分析了科斯塔斯環(huán)的工作原理，分析了由捕獲傳遞給跟蹤的參數(shù)的意義。 ⑶由中頻采樣數(shù)據(jù)和導(dǎo)航電文解算用戶位置。在解碼階段對解調(diào)的信號進行格式校驗，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為有意義的導(dǎo)航電文。隨后論述了GPS的定位原理以及詳細討論了偽距的生成。在解碼導(dǎo)航電文的基礎(chǔ)上，通過最小二乘法完成用戶位置和衛(wèi)星位置的解算。 ⑷用基于非線性濾波的迭代定位算法對定位結(jié)果進行優(yōu)化，增強定位算法的魯棒性。討論了兩種最