GPS衛(wèi)星接收機載波跟蹤技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一種真正的全天候、全球、實時、連續(xù)的高精度空基導(dǎo)航系統(tǒng)，它能給用戶實時提供精密的三維位置坐標(biāo)，三維速度和時間等信息，應(yīng)用范圍廣泛。它在軍事上為武器平臺、部隊、單兵提供高精度的時間信息和導(dǎo)航定位服務(wù)，在民用應(yīng)用中是海洋救援、車輛導(dǎo)航的重要組成部分。 本文以電子科技大學(xué)電子科學(xué)研究院的GPS衛(wèi)星接收機研發(fā)為應(yīng)用背景，主要工作集中在GPS衛(wèi)星接收機載波跟蹤設(shè)計方面。載波跟蹤技術(shù)是直接序列擴頻衛(wèi)星系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，亦即

2、載波的精確同步，跟蹤性能的好壞直接關(guān)系到接收機對目標(biāo)的測速的精度，通訊性能的優(yōu)劣。因此研究GPS衛(wèi)星接收機載波跟蹤技術(shù)具有重要的意義。對于低動態(tài)目標(biāo)通常意義下的載波同步設(shè)計可以采用大量現(xiàn)有技術(shù)。解擴后利用科斯塔斯環(huán)實現(xiàn)載波同步，已經(jīng)完全能解決同步需求。但對于高動態(tài)目標(biāo)基于鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的跟蹤環(huán)路會存在所謂的“Hang-up”現(xiàn)象，從而增加跟蹤時間，本文從這個問題出發(fā)，在設(shè)計中采用了一種鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)的設(shè)計方案，并對假鎖現(xiàn)象以及數(shù)字環(huán)路的誤

3、差進(jìn)行了相關(guān)的處理，分析和仿真表明，該方案滿足信噪比和多普勒動態(tài)要求。 本文研究了開環(huán)結(jié)構(gòu)的載波頻率估計算法，分析了基于FFT幅度比值的頻率插值的頻域估計算法和基于相關(guān)函數(shù)的單頻信號的時域估計算法。結(jié)合這兩類算法提出了一種新的時頻聯(lián)合的頻率估計算法，利用頻域算法進(jìn)行初估，然后用時域算法進(jìn)行修正，較好的結(jié)合了頻域算法的估計范圍大和時域算法估計精度高的優(yōu)點，并通過計算機仿真驗證其優(yōu)良的性能。此外算法具有較好的硬件可實現(xiàn)性。本文從工程