gps軟件接收機中信號捕獲算法研究及matlab仿真【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　GPS軟件接收機中信號捕獲算法研究及Matlab仿真</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 電子信息工程 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要&l

3、t;/b></p><p>　　GPS即為全球定位系統(tǒng)，具有全球覆蓋、全天候工作等特點。目前，GPS接收機在陸用、航空和海事等領域的應用越來越廣泛，為用戶定位和導航發(fā)揮著巨大的作用。隨著GPS的升級和新的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展，相比較傳統(tǒng)GPS接收機，GPS軟件接收機具有的成本低、靈活性高等優(yōu)點越來越突出。文中重點對GPS軟件接收機的捕獲部分進行了研究，并在Matlab中進行了仿真。</p>&l

4、t;p>　　首先，論文介紹了GPS信號包含的主要內容和GPS軟件接收機的基本原理。然后，詳細討論了時域滑動相關搜索、并行頻域搜索和并行碼相位搜索三種GPS信號捕獲算法。最后在Matlab環(huán)境下，編寫了GPS信號產(chǎn)生、時域滑動相關搜索捕獲、并行頻域搜索捕獲和并行碼相位搜索捕獲程序，用軟件方式實現(xiàn)了對GPS信號的捕獲。仿真結果表明，上述三種方法都可以實現(xiàn)GPS信號的正確捕獲。</p><p>　　關鍵詞：GPS

5、；C/A碼；GPS信號捕獲</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　GPS namely for Global Positioning System, has the global coverage, all-weather work Characteristics etc. At present, the GPS receiver

6、is widely used in land use, aviation and maritime and other fields, and plays a tremendous role for the user positioning and navigation. Along with the development of GPS in upgrades and new satellite navigation system,

7、compared with traditional GPS receiver, GPS software receiver advantages of low cost, high flexibility again is becoming more and more prominent. </p><p>　　Firstly, this paper introduces the main contents of

8、 the GPS signals and the basic principle of GPS software receiver. Then, this paper discussed three kinds of GPS signals capturing methods such as time-domain glide correlation searching, parallel frequency- domain searc

9、hing and parallel code phase searching. Finally, write program to produce GPS signal, capture program temporal glide of correlation search capture, and HangPin domain search capture and parallel code phase search, realiz

10、e the GPS</p><p>　　Key Words: GPS; C/A code; capture of GPS signal</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1　引言1</b></p><p>　　2　GPS軟件接收機工作原理2</p&g

11、t;<p>　　2.1GPS接收機類型2</p><p>　　2.2 GPS軟件接收機工作原理4</p><p>　　3　GPS軟件接收機中信號捕獲算法研究5</p><p>　　3.1 GPS信號的結構和內容5</p><p>　　3.1.1 載波信號5</p><p>　　3.1.2 C/A

12、碼生成原理5</p><p>　　3.2 信號捕獲原理7</p><p>　　3.3 信號捕獲算法研究9</p><p>　　3.3.1 時域滑動相關捕獲算法9</p><p>　　3.3.2 并行頻域搜索捕獲算法12</p><p>　　3.3.3并行碼相位搜索捕獲算法14</p><

13、p>　　4　GPS軟件接收機中信號捕獲算法的Matlab仿真16</p><p>　　4.1 Matlab仿真軟件介紹16</p><p>　　4.2 GPS接收信號的Matlab仿真17</p><p>　　4.3GPS信號捕獲的 Matlab仿真20</p><p>　　4.3.1 時域滑動相關串行捕獲方法的Matlab仿真

14、20</p><p>　　4.3.2 并行頻域捕獲方法的Matlab仿真23</p><p>　　4.3.3 并行碼相位捕獲方法的Matlab仿真25</p><p><b>　　5　結論28</b></p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　

15、參考文獻29</b></p><p>　　附錄 GPS信號捕獲仿真程序31</p><p><b>　　1　引言</b></p><p>　　GPS（Global Positioning System）即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，從1973年全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)是美國國防部在上個

16、世紀70年代創(chuàng)建的一種基于無線電的導航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在全球范圍內向接收機用戶提供精確、連續(xù)的三維位置和速度信息，具有良好的抗干擾性和保密性[1]。</p><p>　　GPS系統(tǒng)主要由三個部分組成：衛(wèi)星星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收設備部分。GPS衛(wèi)星星座由安排在互成55°角的6個軌道面的24顆衛(wèi)星組成，每個平面上有4顆衛(wèi)星。其主要作用是將一定組成形式的導航信號實時發(fā)送給用戶接收機，以用于定位解

17、算。地面監(jiān)控部分負責監(jiān)測衛(wèi)星的健康與狀態(tài)，同時也向衛(wèi)星上載導航數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)[2]。用戶接收設備，主要是指GPS接收機，用來接收衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，并用其解算出用戶位置、速度和時間。</p><p>　　GPS系統(tǒng)設計和誕生之初主要用于軍事目的，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為了一種雙重用途的系統(tǒng)，即提供民用和軍用兩種不同的服務。隨著美國政府取消了SA政策（selected availability, 選擇性可獲得），使得該系

18、統(tǒng)的民用單機精度可達15米以內，民用市場廣泛，各種應用已滲透到許多行業(yè)。測量行業(yè)用GPS進行大地測量、資源勘查、地籍測量等；交通行業(yè)用GPS進行車載導航定位；公安、消防部分用GPS進行緊急救援或報警；廣播電視行業(yè)用GPS與羅盤制造衛(wèi)星電視定向接收天線；物流行業(yè)用GPS用于物流配送定位管理；通訊、網(wǎng)絡行業(yè)逐漸融合了GPS服務，把通訊、電腦、網(wǎng)絡、GPS連成為一體化的移動終端設備；同時利用了GPS長期有效的高精度定位特點，在軍用導航系統(tǒng)中，

19、GPS也成為不可或缺的一種導航定位技術[2]。</p><p>　　2　 GPS軟件接收機工作原理</p><p>　　2.1GPS接收機類型</p><p>　　GPS衛(wèi)星發(fā)送的導航定位信號，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設備，即信號接收機，就可以在任何時候用信號進行導航定位

20、測量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求的信號接收機也各有差異。目前世界上已有很多工廠生產(chǎn)接收機，產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來分類[3]。</p><p>　?、侔唇邮諜C的載波頻率分類[3]</p><p><b>　　1) 單頻接收機</b></p><p>　　單頻接收機只能接收載波信號，測定載波相位觀測值進行定位。由于不

21、能有效消除電離層延遲影響，單頻接收機只適用于短基線的精密定位。</p><p><b>　　2) 雙頻接收機</b></p><p>　　雙頻接收機可以同時接收，載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，可以消除電離層對電磁波信號的延遲的影響，因此雙頻接收機可用于長達幾千公里的精密定位。</p><p>　?、诎唇邮諜C的用途分類[3]</p

22、><p><b>　　1) 導航型接收機</b></p><p>　　此類型接收機主要用于運動載體的導航，它可以實時給出載體的位置和速度。這類接收機一般采用碼偽距測量，單點實時定位精度較低，一般為±10m，有SA影響時為±100m。這類接收機價格便宜，應用廣泛。根據(jù)應用領域的不同，此類接收機還可以進一步分為：</p><p>　

23、　航海型——用于船舶導航定位；</p><p>　　車載型——用于車輛導航定位；</p><p>　　航空型——用于飛機導航定位。由于飛機運行速度快，因此，在航空上用的接收機要求能適應高速運動。</p><p>　　星載型——用于衛(wèi)星的導航定位。由于衛(wèi)星的速度高達以上，因此對接收機的要求更高。</p><p><b>　　2) 測地

24、型接收機</b></p><p>　　測地型接收機主要用于精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要采用載波相位觀測值進行相對定位，定位精度高。儀器結構復雜，價格較貴。</p><p><b>　　3) 授時型接收機</b></p><p>　　這類接收機主要利用衛(wèi)星提供的高精度時間標準進行授時，常用于天文臺及無線電通訊中時間同步。&

25、lt;/p><p>　?、郯唇邮諜C工作原理分類[3]</p><p>　　1) 碼相關型接收機</p><p>　　碼相關型接收機是利用碼相關技術得到偽距觀測值。</p><p><b>　　2) 平方型接收機</b></p><p>　　平方型接收機是利用載波信號的平方技術去掉調制信號，來恢復完整的

26、載波信號，通過相位計測定接收機內產(chǎn)生的載波信號與接收到的載波信號之間的相位差，測定偽距觀測值。</p><p><b>　　3) 混合型接收機</b></p><p>　　這種儀器是綜合上述兩種接收機的優(yōu)點，既可以得到碼相位偽距，也可以得到載波相位觀測值。</p><p>　　4) 干涉型接收機[3]</p><p>　

27、　這種接收機是將衛(wèi)星作為射電源，采用干涉測量方法，測定兩個測站間距離。④按接收機通道數(shù)分類[3]</p><p>　　接收機能同時接收多顆衛(wèi)星的信號，為了分離接收到的不同衛(wèi)星的信號，以實現(xiàn)對衛(wèi)星信號的跟蹤、處理和量測，具有這樣功能的器件稱為天線信號通道。根據(jù)接收機所具有的通道種類可分為：</p><p><b>　　1) 多通道接收機</b></p>&

28、lt;p><b>　　2)序貫通道接收機</b></p><p>　　3)多路多用通道接收機</p><p>　　2.2 GPS軟件接收機工作原理</p><p>　　GPS信號接收機的任務是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的信號進行變換、放大和處理，以便測量出信號從衛(wèi)星到接收機天線

29、的傳播時間，解譯出衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間[4]。</p><p>　　在GPS硬件接收機中，天線接收到的信號首先在RF模塊中被濾波及下變頻至中頻，并進行數(shù)字化。接著在專用芯片中進行信號相關，相關器使用帶有多普勒頻移的中頻信號，并將接收到的信號與本地偽隨機碼進行相關運算，把信號分解到多個信號通道進行解調。解調出的導航信息進入定位模塊計算出位置信息。如圖2-1所示的GPS

30、軟件接收機與傳統(tǒng)硬件接收機有明顯的不同。信號相關部分被移至通用處理器，使用軟件實現(xiàn)。因此，硬件部分只需要一個下變頻數(shù)字采樣單元和通用處理器模塊，數(shù)字中頻信號流被傳送至通用處理器模塊，并在通用處理器模塊上運行軟件進行相關捕獲、追蹤解調及定位處理[4]。</p><p>　　圖2-1 GPS軟件接收機結構框圖</p><p>　　GPS軟件接收機使用與硬件接收機相似的算法，但根據(jù)軟件處理的特點

31、進行了優(yōu)化并使用軟件實現(xiàn)。根據(jù)各個部分的不同作用，軟件接收機主要分為數(shù)字下變頻模塊、實現(xiàn)信號捕獲、載波同步和碼同步的同步模塊及數(shù)據(jù)解調三個模塊。</p><p>　　數(shù)字下變頻模塊的作用是GPS接收機接收到的信號進行混頻，將L1信號下變頻到中頻信號，再將中頻信號A/D轉換為數(shù)字信號[5]。</p><p>　　同步模塊的作用主要體現(xiàn)在捕獲和跟蹤環(huán)節(jié)，主要完成C/A碼同步與載波同步的一系列運

32、算，并完成捕獲和跟蹤。</p><p>　　數(shù)據(jù)解調模塊的作用是將數(shù)字信號轉化為模擬信號回饋給客戶。3　 GPS軟件接收機中信號捕獲算法研究</p><p>　　3.1 GPS信號的結構和內容</p><p>　　GPS信號包含三個部分：載波信號、偽隨機(PRN)碼(包括C/A碼和P(Y)碼)和導航數(shù)據(jù)信號(或稱D碼)[5,6]。</p><p&

33、gt;　　3.1.1 載波信號</p><p>　　GPS衛(wèi)星使用的載波頻率有L1和L2兩部分，其中載波L1的中心頻率為1575.42MHz，載波L2的中心頻率為1227.6MHz。載波L1和L2都是基于衛(wèi)星中的原子鐘所產(chǎn)生的10.23MHz基準頻率f形成的：</p><p>　　f =154f1575.42MHz （3-1）</p>&l

34、t;p>　　f =120f1227.6MHz （3-2）</p><p>　　其中L1頻段同時包含有C/A碼和P(Y)碼，L2頻段只包含P(Y)碼。</p><p>　　GPS衛(wèi)星信號中載波的基本作用為傳送導航電文和測距碼。另外，由于衛(wèi)星和接收機之間的相對運動，就會使載波產(chǎn)生Doppler頻移。對于固定的GPS接收機，偏移載波L1的最大Doppl

35、er頻移可達到MHz。對于高速運動的GPS接收機，偏移載波L1的最大Doppler頻移可達到10MHz。此頻移量可以用于精確測定接收機的三維運動速度。在高精度GPS定位中，載波本身也可作為一種測距信號使用，這時可以提高測距精度。而使用兩個載波頻率發(fā)送衛(wèi)星導航信號可以對電離層產(chǎn)生的附加延時進行雙頻校正。</p><p>　　3.1.2 C/A碼生成原理</p><p>　　每個GPS衛(wèi)星發(fā)送

36、的測距碼有兩種：精密測距碼P(Y)碼和粗捕獲碼C/A碼，兩種均為偽隨機碼。偽隨機碼全稱偽隨機噪聲碼，簡稱偽碼，是一種可以預先確定又可重復產(chǎn)生和復制，具有類似于白噪聲隨機統(tǒng)計特性的二進制碼序列。偽碼的產(chǎn)生方式很多，GPS系統(tǒng)中采用的是由m序列(即最長線性反饋移位寄存器序列)產(chǎn)生的復合碼。m序列是由多級反饋移位寄存器產(chǎn)生的，不同級數(shù)的反饋寄存器以及不同的反饋抽頭都將產(chǎn)生不同的m序列[7]。</p><p>　　m序列

37、是一種偽隨機序列，有著優(yōu)良的自相關函數(shù)，而且易產(chǎn)生與復制，所以在擴頻通信中得到廣泛的應用。m序列是最大周期線性移位寄存器序列的簡稱，它是由多級移位寄存器或其他延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生的最長周期碼序列。m序列是構成Gold碼的基礎。在二進制移位寄存器碼發(fā)生器中，若移位寄存器級數(shù)為n，則產(chǎn)生的碼序列最大長度為2-1。圖3-1表示了一個四級最長線性移位寄存器。</p><p>　　圖3-1 四級最長線性移位寄存器<

38、;/p><p>　　最長線性移位寄存器的反饋特性與其產(chǎn)生的m序列特性一一對應。數(shù)學上用特征多項式來表征。圖3-1所示最長線性移位寄存器的特征多項式為。</p><p>　　Gold碼是m序列的復合碼，它是由兩個碼長相等、碼時鐘相同的m序列優(yōu)選對的模2相加產(chǎn)生。Gold碼生成器結構比較簡單，由兩個n級線性移位寄存器并聯(lián)模2相加產(chǎn)生。改變產(chǎn)生它的兩個m序列的相對相位，就可得到一個新的Gold序列，

39、兩個m序列總共有2-1個相對位移，所以通過兩個m序列復合可以產(chǎn)生2-1個序列，加上原來2個m序列，一共可以產(chǎn)生2+1個Gold碼?？梢?，Gold碼序列的數(shù)量要比m序列的數(shù)目多得多[8]。</p><p>　　C/A碼序列采用了Gold碼，序列長度為1023位，由兩個10級移位寄存器產(chǎn)生m序列和進行模2和產(chǎn)生。圖3-2為C/A序列發(fā)生器結構框圖。G1和G2的特征多項式分別為:</p><p>

40、;<b>　?。?-3）</b></p><p>　　那么C/A碼的輸出為，是碼元對應的時間，是和之間相位偏移的位數(shù)。有1023個不同的偏移量，可以產(chǎn)生1023個不同的Gold碼，由于實際衛(wèi)星的數(shù)目有限，在產(chǎn)生C/A碼時， G2的時延效果主要通過兩個所選抽頭位置S1、S2相關聯(lián)來得到，而S1、S2的選擇則對應不同的GPS衛(wèi)星，例如，S1選擇G2發(fā)生器2號位置，S2選擇G2發(fā)生器6號位置，此時

41、對應的是1號衛(wèi)星，所產(chǎn)生的C/A是1號衛(wèi)星的C/A的輸出?？梢院唵斡涀鳎?。各個衛(wèi)星C/A碼的相位分配如表3-1所示[9]。</p><p>　　圖3-2 CA碼生成原理框圖</p><p>　　表3-1 各個衛(wèi)星C/A碼的相位分配</p><p>　　3.2 信號捕獲原理</p><p>　　GPS衛(wèi)星向用戶發(fā)送的信號，是由Ll和L2兩個分量

42、組成的， Ll和L2均是已調制的載波信號，其調制波是衛(wèi)星導航電文D碼和偽隨機噪聲碼P碼 (精確碼) 、C /A碼(粗捕獲碼)[9]。L1和L2兩種已調制的載波信號，分別可記為:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　公式(3-4)和(3-5)中：

43、Ap和Bp 分別為載波L1和載波L2的振幅； 、和分別為衛(wèi)星的P碼、C /A碼和D碼；、 分別為載波L1、L2對應的角頻率；、 分別為GPS衛(wèi)星的載波L1、L2 的初相。由式(3-4) 、(3-5)可知載波信號L l上調制有P碼、C /A碼和D 碼，而載波信號L2 上只調制有P 碼和D碼。GPS信號的C /A碼是由兩個最大長度的十級移位寄存器的移位相加構成的， 屬于戈爾德 (GOLD)碼族。其周期為P = 1023，碼速率1.023Mb

44、ps，且在1、- 1之間以頻率為1.023MHz跳變。</p><p>　　信號捕獲的目的是確定可見衛(wèi)星信號的載波頻率以及碼相位的粗略值。</p><p>　　GPS衛(wèi)星通過32個不同的PRN序列來區(qū)分。PRN序列在本文中即C /A碼。對碼相位，就是對齊當前數(shù)據(jù)塊中C /A碼的時刻。計算碼相位必須使本地生成的C /A 碼和信號中對應的碼完全對齊。只有在完全對齊的情況下，信號中的C /A碼才

45、能被剔除[10]。</p><p>　　圖3-3二維搜索示意圖</p><p>　　由于 GPS 信號是基于碼分多址（CDMA）技術，因此捕獲時需要在本地接收機上復現(xiàn) 32 顆衛(wèi)星的 C/A 碼，以與降頻后的中頻信號進行相關運算。碼相位，指的是 C/A 碼在當前數(shù)據(jù)塊中的時間同步信息。為了復現(xiàn)與接收信號 C/A 碼完全對齊的本地 C/A 碼，需要取得碼相位，才能從信號中剝離 C/A 碼。而

46、兩個 C/A碼只有同屬于一顆衛(wèi)星而且在時延為零的時候才能得到最大的相關值，即兩個信號必須完全對齊才能剝離接收信號中的 C/A 碼。載波頻率，在下變頻的情況下是指數(shù)字中頻。接收到的 L1 頻點 1575.42MHz 射頻信號，通過前端射頻電路模塊處理后，可采樣得到數(shù)字中頻信號。本文的采樣頻率約為 C/A 碼頻率的 5 倍，在 1ms 的 C/A 碼周期上有 5115 個點，即一個碼元上大約有 5 個采樣點，所以在C/A 碼上有 5115個

47、搜索點。在接收機低速或靜止狀態(tài)下，最大多普勒頻移為±10KHz，所以頻域上搜索范圍在 10KHz 以內，若以 500Hz 作為搜索步長，則共有 20 個搜索點，則二維搜索域總共有5115 × 20 = 114280個柵格需要搜索[11]，如圖 3-3所</p><p>　　一般情況下，一個多普勒分格規(guī)定近似為 2/(3T)，這里 T 表示每方格的信號積分時間或者每方格的滯留時間。滯留時間是可變

48、的，對于強信號來說可小于1ms(667Hz 的多普勒分格)，對于弱信號可大到 10ms(67Hz 的多普勒分格)。</p><p>　　捕獲主要有三種常用的方法：時域滑動相關串行搜索、并行頻率搜索捕獲算法以及并行碼相位搜索捕獲算法。時域滑動相關串行搜索采用相關運算，每次只搜索一個柵格，搜索速度較慢，耗時長，但是實現(xiàn)較簡單；并行頻率搜索捕獲算法每次在一個頻率點搜索，可同時輸出所有柵格的相關結果，速度較快。并行碼相位

49、搜索捕獲算法則在并行頻率搜索捕獲算法的基礎上加快了搜索速度[11]。</p><p>　　論文主要研究時域滑動相關、并行頻域搜索和并行碼相位搜索的GPS信號捕獲算法，并用Matlab軟件對GPS信號進行捕獲仿真實驗。</p><p>　　3.3 信號捕獲算法研究</p><p>　　3.3.1 時域滑動相關捕獲算法</p><p>　　圖3-

50、4 時域滑動相關捕獲算法原理圖</p><p>　　時域滑動相關捕獲算法是基于與本地生成的PRN碼序列和本地生成的載波信號相乘實現(xiàn)的，其原理框圖如圖3-4所示。圖中進入信號是指天線接收到的GPS衛(wèi)星信號經(jīng)過下變頻后由A /D轉換成的可供通用處理器直接處理的中頻數(shù)字信號。C/A碼發(fā)生器針對每顆衛(wèi)星生成對應的C/A碼序列。進入的信號和C/A碼序列相乘后，信號和本地生成的載波信號相乘。和載波直接相乘的信號生成I信號，與

51、90°相位位移后的載波信號相乘生成Q信號；并對I信號與Q信號進行求和并積分。</p><p>　　中頻數(shù)字接收信號的表達式為：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　在式3-6中，表示中頻數(shù)字頻率，表示發(fā)送端CA碼。</p><p>　　本地C/A碼和輸入信號相乘后的輸出信號為：&

52、lt;/p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　在式3-7中，表示本地C/A碼與接收信號的C/A碼的相位差。</p><p>　　接下來將信號分為I路和Q路，并分別進行解調。解調后I路的輸出表達式為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><

53、p>　　解調后Q路輸出表達式為：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　在式3-8，3-9中，表示本地接收數(shù)字中頻頻率。</p><p>　　接下來將I路和Q路所得的輸出進行求和，求和結果表達式為：</p><p><b>　?。?-10）</b></p&g

54、t;<p>　　最后對求和結果進行積分，積分相關器輸出表達式為：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　對接收結果進行分析：</p><p>　　當收、發(fā)載波同步時，，</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p&

55、gt;<b>　　此時，積分相關器。</b></p><p>　　在收、發(fā)載波同步時，滑動碼相位，當碼相位完全同步時，即</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　這時會出現(xiàn)最大相關值，從而達到了捕獲的目的，上述兩個條件有一個未達到標準，則不會出現(xiàn)峰值。</p><p>

56、　　圖 3-5 碼相位滑動相關捕獲過程圖</p><p>　　碼相位的滑動相關過程可以用圖 3-5 表示，通常情況下，滑動相關捕獲算法每個碼相位檢測后增加半個碼元，所以有 2046(2×1023)個碼相位需要檢測。如果采用數(shù)字采樣信號，那么捕獲時可以每次移動一個采樣點或者多個采樣點，但對應的碼元移動要少于半個碼元。對 Ll 載波多普勒頻率搜索步長的設定，可以將頻率步長選取為捕獲所使用的數(shù)據(jù)度的倒數(shù)，或者

57、更小的頻率值。如果事先有載波或者碼相位的分布信息，可利用這些信息來減小搜索范圍。若每次清零之間使碼相位移動一個采樣值，則需通過移動 L 次本地碼采樣值，再與輸入信號的 L 個采樣值進行相關計算[12,13]。</p><p>　　滑動相關捕獲算法采用兩種不同的掃描方式：一種是針對中頻信號在±10kHz范圍內以500Hz的步長掃描所有可能的載波頻率，一種是針對碼相位掃描1023個不同的碼相位?？傆嫆呙璧拇?/p>

58、數(shù)為：</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　滑動相關捕獲方法的主要缺點是組合掃描次數(shù)巨大，比較耗時。</p><p>　　3.3.2 并行頻域搜索捕獲算法</p><p>　　由上一小節(jié)的介紹可以看出，因為要順序搜索頻率和碼相位這兩個參數(shù)所有可能的值，串行搜索捕獲方法非常的耗時。如何能從

59、搜索過程中消除對其中一個參數(shù)的搜索，或者能使對兩個參數(shù)的搜索同時進行，算法性能將會大大提高。這一小節(jié)介紹的并行頻域搜索捕獲算法，就是對一個參數(shù)的搜索。這種方法利用了傅立葉變換將信號從時域變換到頻域[13]。并行頻域搜索捕獲算法的原理圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6并行頻域搜索捕獲算法原理圖</p><p>　　圖3-6中，輸入信號首先和本地產(chǎn)生的C/A碼序列相乘。對于一個特

60、定的衛(wèi)星，C/A碼的相位介于0-1022個碼元之間。然后對相乘后的信號進行傅里葉變換，使其變換到頻域。進行傅里葉變換時，可以通過離散傅里葉變換(DFT)或快速傅里葉變換(FFT)來實現(xiàn)。其中FFT比DFT的運算速度快，但是要求輸入序列的長度等于2的正整數(shù)次冪。</p><p>　　圖3-7是輸入信號和一個完全對齊的本地C/A碼序列相乘后的結果，相乘后得到的信號是一個單一頻率的連續(xù)波（同相路信號）。只有當本地C/A

61、碼和輸入信號中的碼完全對齊時，才能得到上圖的結果[14]。</p><p>　　在并行頻域搜索捕獲過程中，圖3-7中相乘后得到的信號在經(jīng)過傅立葉變換后，其輸出在幅值會有一個很清晰的尖峰。這個尖峰用來確定和連續(xù)波信號頻率相等的頻率值，也就是載波信號的頻率。</p><p>　　圖3-7 碼相位同步時同相路解調輸出信號</p><p>　　確定出的頻率的準確度依賴于DF

62、T的長度。也就是用來分析的數(shù)據(jù)抽樣后的點數(shù)。如果分析1ms的數(shù)據(jù)，抽樣后的點數(shù)就等于抽樣頻率的1/1000。也就是說，如果抽樣頻率，抽樣點數(shù)N=10000。如果DFT的長度等于10000，前N/2個輸出的抽樣點代表0-Hz的頻率，也就是輸出的頻率分辨率。</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　滑動相關捕獲算法對所有可能的碼相位和載波頻率

63、都進行了搜索，而并行頻域搜索捕獲算法僅僅對1023個不同的碼相位進行了搜索。但是并行頻域搜索捕獲方法在減少搜索量的同時，它又帶來了對和每個不同的碼相位相乘后的信號進行傅立葉變換時的時間消耗。和串行搜索捕獲相比，這種方法依靠了頻域變換，其更快速的實現(xiàn)應該是可能的。像串行搜索捕獲方法一樣，并行頻域搜索方法的實現(xiàn)也是簡單直接的，它可以基于圖3-6直接實現(xiàn)。</p><p>　　并行頻域搜索捕獲方法的第一步和串行搜索捕獲

64、方法的第一步是相同的，也是輸入信號和本地C/A碼相乘。在和C/A碼相乘后，通過傅立葉變換將信號從時域轉換到頻域。在進行傅立葉變換時，F(xiàn)FT是比較快速有效的方法。經(jīng)過FFT運算后，信號變成了復信號。如果第一步中本地C/A碼和輸入信號中的碼完全對齊，F(xiàn)FT運算后的結果會在中頻丁士多普勒頻移處有一個大的尖峰。為了找到可能的尖峰頻率，對所有的值都取了絕對值。</p><p>　　3.3.3并行碼相位搜索捕獲算法</

65、p><p>　　相比較以500Hz為步長的載波頻率搜索總量41，碼相位的搜索總量1023是比較大的。上節(jié)介紹的并行頻域搜索捕獲方法中，通過將信號在頻域的搜索并行化方式，消除了對41個可能的載波頻率進行必要的搜索過程。如果能使捕獲過程在相位域并行化，那么相比較并行頻域搜索捕獲方法中的1023次搜索，這種情況下只需要搜索41次。下面介紹的并行碼相位捕獲算法就是用到了以上提到的并行化碼相位搜索過程的辦法[15]。</

66、p><p>　　捕獲的目的就是為了對輸入信號和一個C/A碼序列做相關運算。相比較串行搜索捕獲方法中輸入信號分別和1023個不同碼相位的碼序列相乘，對輸入信號和具有不同碼相位偏移的C/A碼序列做循環(huán)互相關更方便。下面是一種通過傅立葉變換實現(xiàn)循環(huán)相關的方法。兩個長度同為N的有限長序列想x（n）和y（n）的離散傅立葉變換X(k)和Y（k）計算如下：</p><p>　　X（k）=

67、 （3-16）</p><p>　　Y（k）= （3-17）</p><p>　　兩個長度相同的有限長序列x(n)和y(n)的循環(huán)互相關計算如下：</p><p>　　= （3-18）</p><p>　　下面的分析中均省略了z(n)中的縮放因子。z(n)的N點離散傅立葉變

68、換Z(k)計算如下：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　（3-19）</b></p><p>　　其中X*(k)是X(k)的復共扼。</p><p>　　由以上分析可以看出，兩個序列x(n)和y(n)的循環(huán)互相關z(n)的傅立葉變換可以用這兩個序列的頻域表達式X(k

69、)的復共扼X*(k)和Y(k)表示。然后再對Z(k)取反傅立葉變換，就可以得到序列x(n)和y(n)的循環(huán)互相關的表達式：</p><p><b>　　(3-20)</b></p><p>　　圖3-8 并行碼相位搜索算法原理圖</p><p>　　圖3-8是并行碼相位的搜索算法的原理圖。輸入的信號和本地生成的載波信號相乘生成I信號，和90&#

70、176;相位位移的載波信號相乘生成Q 信號。輸入信號經(jīng)傅立葉變換與傅立葉變換后的C/A碼相乘，其結果通過傅立葉反變換轉換到時域。傅立葉反變換后輸出的絕對值表示輸入信號和C/A碼的相關性。如果相關值中有一個明顯的峰值，這個峰值對應的就是進入信號的碼相位。</p><p>　　4　 GPS軟件接收機中信號捕獲算法的Matlab仿真</p><p>　　4.1 Matlab仿真軟件介紹</

71、p><p>　　Matlab是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學

72、計算軟件的先進水平。</p><p>　　Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學軟件。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。Matlab可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。</p><p>　　Matlab的基本數(shù)據(jù)單

73、位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用Matlab來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且Matlab也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使Matlab成為一個強大的數(shù)學軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持?？梢灾苯诱{用，用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到Matlab 函數(shù)庫中方便自己以后調用，此外許多的Matlab愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶

74、可以直接進行下載就可以用[15] 。</p><p>　　Matlab軟件的優(yōu)勢</p><p>　?。?）友好的工作平臺和編程環(huán)境</p><p>　?。?）簡單易用的程序語言</p><p>　?。?）強大的科學計算機數(shù)據(jù)處理能力</p><p>　?。?）出色的圖形處理功能</p><p>

75、;　?。?）應用廣泛的模塊集合工具箱</p><p>　?。?）實用的程序接口和發(fā)布平臺</p><p>　?。?）應用軟件開發(fā)（包括用戶界面）</p><p>　　4.2 GPS接收信號的Matlab仿真</p><p>　　GPS信號是一種調制波，它不僅采用L波段的載波，而且采用擴頻技術傳送衛(wèi)星導航電文。所謂擴頻是將原來打算發(fā)送的幾十比特

76、速率的電文變換成發(fā)送幾兆甚至幾十兆比特速率的由電文和偽隨機噪聲碼組成的組合碼。采用擴頻技術時，若信號功率僅為噪聲功率的1/10，那么信號將深深地淹沒在噪聲之中而不易被他人捕獲，從而使得信號具有極強的保密性[16]。 </p><p>　　GPS信號的調制波，是衛(wèi)星導航電文和偽隨機噪聲碼（PseudoRandom Noise Code，簡稱PRN碼，或稱偽噪聲碼）的組合碼。衛(wèi)星導航電文是一種不歸零二進制碼組成的編

77、碼脈沖串，稱之為數(shù)據(jù)碼，記作D(t)，其碼率為50 b/s。對于距離地面20000 km之遙的GPS衛(wèi)星，擴頻技術能有效地將很低碼率的導航電文發(fā)送給用戶。其方法是用很低碼率的數(shù)據(jù)碼作二級調制（擴頻）。第一級，用50 Hz的D碼調制一個偽噪聲碼，例如調制一個被叫做P碼的偽噪聲碼，它的碼率高達10.23 MHz。D碼調制P碼的結果，便形成了一個組合碼——P(t)D(t)，使得D碼信號的頻帶寬度從50 Hz擴展到10.23 MHz，也就是說，

78、GPS衛(wèi)星從原來要發(fā)送50 b/s的D碼，轉變?yōu)榘l(fā)送10230 b/s的組合碼P(t)D(t)。 </p><p>　　在D碼調制偽噪聲碼以后，再用它們的組合碼去調制L波段的載波，實現(xiàn)D碼的第二級調制，而形成向廣大用戶發(fā)送的已調波。本課題主要研究GPS信號的捕獲，所以主要考慮GPS中的同步信號。仿真中同步數(shù)據(jù)的速率設為50bit/s，C/A碼的速率為1.023MHz，中頻調制頻率為4.092MHz，每個載波周期采

79、樣10個樣點，中頻采樣率為40.93MHz，則每個碼片采樣點數(shù)為40個。</p><p>　　需要注意的是，GPS信號雖然有幾種分量（C/A易捕碼、 P精確碼和D導航數(shù)據(jù)碼），但是它們均來源于一個公共的10.23 MHz的基準頻率。它們的頻率不僅與基準頻率有一定的比例關系，而且相互之間也存在一定的比例關系， 詳細如表4-1所示[17-19]。這既有利于GPS衛(wèi)星發(fā)送信號，又便于廣大用戶接收和測量GPS信號。從表4

80、-1中可以看出，在D碼的一個碼元內，將有20 460個C/A碼碼元，204 600個P碼碼元，31 508 400個L1周期和24 552 000個L2周期。</p><p>　　表4-1 GPS信號的頻率關系</p><p>　　圖4-1 GPS同步信號的產(chǎn)生和傳輸原理框圖</p><p>　　導航數(shù)據(jù)的第一個子幀包含8比特的同步數(shù)據(jù)，每比特導航數(shù)據(jù)包含20個C/

81、A碼組（1023位），每組C/A 碼的周期為1 ms，載頻為154F（L1載波）。論文主要研究GPS信號的捕獲原理及仿真，所以主要考慮同步信號部分，基于軟件接收機的GPS同步信號產(chǎn)生和傳輸原理如圖4-1所示，仿真結果如圖4-2所示，相應的仿真程序流程圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-2 GPS信號仿真結果</p><p>　　圖4-3 GPS信號生成流程圖</p>

82、<p>　　4.3GPS信號捕獲的 Matlab仿真</p><p>　　4.3.1 時域滑動相關串行捕獲方法的Matlab仿真</p><p>　　時域滑動相關串行捕獲算法是目前商用GPS接收機通用的信號捕獲方法，也是一種比較容易實現(xiàn)的捕獲算法。它主要是通過不斷的調整本地碼的碼相位和本地載波頻率，來實現(xiàn)信號的捕獲。</p><p>　　捕獲策略如下：首

83、先在一定的范圍內任意選定一個載波頻率，在這個載波頻率下，將本地產(chǎn)生的C/A碼序列和輸入信號相乘，并進行一個碼周期的循環(huán)累加。將累加結果和事先設定的門限比較，如果大于事先設定的門限，則判斷信號捕獲，記錄此時的C/A碼相位和載波頻率作為跟蹤程序的初始條件，接收機轉換到碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路;如果小于事先設定的門限，則移動一定數(shù)目的碼片，更改碼相位，重復上述過程。當所有可能的碼相位都搜索完畢，但是仍然沒有捕獲到信號，則換一個載波頻率重復上述

84、過程，直到信號被捕獲。如果所有的碼相位和載波頻率(多普勒頻率)范圍內全部搜索完畢仍然沒有捕獲到信號，則這個周期捕獲信號失敗。本地C/A碼產(chǎn)生器將生成其它顆衛(wèi)星的碼序列，重復上述過程，繼續(xù)捕獲[20-21]。捕獲算法的實現(xiàn)過程如圖4-4所示。.</p><p>　　圖4-4 時域滑動相關捕獲算法的實現(xiàn)過程示意圖</p><p>　　時域串行捕獲算法是利用本地載波和本地C/A碼與輸入信號串行相

85、乘，來進行信號的捕獲運算。捕獲原理如3.3.1節(jié)圖3-4所示。</p><p>　　圖4-5 時域滑動相關峰值的流程圖</p><p>　　首先在一定的范圍內任意選定一個載波頻率，在這個載波頻率下將本地復制的C/A碼序列和輸入的信號相乘，相乘的目的是對輸入信號進行解擴，當信號解擴后，分成兩路，分別和由本地載波產(chǎn)生的兩路正交信號相乘得到兩路基帶信號(I、Q 支路)，對這兩路信號進行一個或者多

86、個 C/A 碼周期的累加，將累加結果平方，再求和?？紤]到白噪聲的隨機特性，須重復 K 次以減少噪聲的影響，提高信號的能量，最后將累加結果和事先設定的門限比較，若所得到的累加值大于預先設定的門限，則成功捕獲到信號；若小于設置的門限，須移動一定數(shù)目的碼片(通常為 1 或 1/2 碼片的整數(shù)倍)，更改碼相位重復上述過程。當所有可能的碼相位都搜索完畢都沒有捕獲到信號，則換一個載波頻率重復上述過程，直到信號被捕獲[18]。時域滑動相關捕獲流程圖如

87、圖4-5所示。</p><p>　　Matlab仿真時，假設接收信號從第二個數(shù)據(jù)的第一個樣點開始，選取一個完整的CA碼長度序列，本地CA碼的初始相位設為400個碼片，相位的步進量設為1個碼元，設定載波頻率為fc1=3.093MHz，載波頻率的步進量為500kHz。先將接收信號進行正交解調，解調后的I路和Q路進行解擴，I路和Q路信號相加后計算一個CA碼周期內的相關值，將這個相關值與預設的閥值進行比較，如果相關值大于

88、閥值，則認為捕獲到了信號，載波頻率和碼元相位即為當前解調和解擴所用的值；如果相關值小于閥值，則沒有捕獲到信號，判定是否所有相位都搜索完畢，要是沒搜索完畢，則再重復上述的操作，直至搜索完畢，如果所有的相位都已搜索完畢仍然沒有捕獲到信號，則改變接收載波頻率，重新進行搜索。當接收載波頻率為3.093MHz時，一個CA碼周期內的搜索結果如圖4-6所示，在整個CA碼周期內都沒有出現(xiàn)相關峰值。改變接收載波的頻率，當接收載波頻率為4.093MHz，&

89、lt;/p><p>　　圖4-6載波不同步時時域滑動相關峰值仿真圖</p><p>　　圖4-7 載波同步時時域滑動相關峰值仿真圖</p><p>　　即收發(fā)載波同步時，一個CA碼周期內的搜索結果如圖4-7所示，當碼元相位滑動到400時出現(xiàn)明顯的相關峰值，表明可以成功捕獲到信號，相關峰值為1023，和理論上的數(shù)值相一致。</p><p>　　4.

90、3.2 并行頻域捕獲方法的Matlab仿真</p><p>　　并行頻域捕獲算法的基本思想就是展開輸入信號，找到載波頻率。</p><p>　　捕獲策略如下，一個周期的輸入信號中包含載波和C/A碼。首先剝離C/A碼，當本地產(chǎn)生的碼與輸入信號中的C/A碼同相位時，二者相乘后，C/A碼剝離，得到載波信號，如圖3-7所示。由于載波信號為一連續(xù)信號，對其做FFT后，可以在頻譜中得到其頻率，這便是輸

91、入信號的載波頻率。</p><p>　　由于頻域并行捕獲算法得出的波形由峰值就可以得出載波頻率，因此頻域并行捕獲算法不需要考慮載波頻率。只需要考慮碼相位的變化。所以在編程中只需要先設定C/A碼的初始相位及相位步進量。</p><p>　　接收信號首先與本地C/A碼相乘進行本地解擴，然后對解擴后的信號進行傅里葉變換。搜索FFT變換后頻譜中的峰值，與之前設定好的門限做比較，如果大于門限，則判定

92、捕獲成功，如果小于門限，則重復上述過程，若所有碼相位都搜索完畢都未能捕獲，則判定捕獲失敗。仿真程序流程圖如圖4-8所示。本地C/A碼相位與輸入信號的碼相位不同步時，F(xiàn)FT變換后頻譜如圖4-9所示，圖中雖然也出現(xiàn)了峰值，但沒有超過門限，而且峰值也不尖銳，有很多雜波信號，所以未能捕獲到信號。當本地C/A碼相位與輸入信號的碼相位同步時，F(xiàn)FT變換后頻譜如圖4-10所示，圖中出現(xiàn)了明顯的數(shù)值超過門限的峰值，峰值很尖銳，旁邊幾乎沒有雜波信號，所以

93、可以判斷捕獲到了信號。載波的頻率即為峰值的位置k乘上頻率分辨率。仿真時，采樣頻率為40.93MHz，F(xiàn)FT長度為40920，所以頻率分辨率為，譜峰的位置在k=4092處，所以載波的頻率為，與理論值一致。</p><p>　　圖4-8頻域并行捕獲算法流程圖</p><p>　　圖4-9碼相位不同步時并行頻域搜索捕獲仿真結果</p><p>　　圖4-10碼相位同步時并

94、行頻域搜索捕獲仿真結果</p><p>　　4.3.3 并行碼相位捕獲方法的Matlab仿真</p><p>　　并行碼相位捕獲法是一種復雜度較低的軟件實現(xiàn)方法。它的基本原理是將多普勒頻移和碼相位搜索法結合起來，在經(jīng)過偽隨機碼FFT的變換后，將所有碼元的相位信息轉換到頻域內，這樣只需搜索多普勒頻移上的空間即可。因此，這是一種快速而高效的軟件搜索方法。</p><p>

95、;　　并行碼相位捕獲法的理論基礎:是兩個信號時域內的卷積運算，變換到頻域后則是乘法運算。時域捕獲法的弊端在于本地C/A碼與接收到的C/A碼進行大量的相關運算，而相關的運算從數(shù)學角度看就是信號間的卷積運算。信號被變換到頻域后，減少了運算量，提高了捕獲速度。并行碼相位捕獲算法流程圖如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-11 并行碼相位捕獲算法流程圖</p><p>　　Matlab仿真

96、時，假設接收信號從第二個數(shù)據(jù)的第一個樣點開始，選取一個完整的CA碼長度序列，設定載波頻率為fc1=3.093MHz，載波頻率的步進量為500kHz。先將接收信號進行正交解調，解調后的I路和Q路相加后進行傅里葉變換，同時也對本地C/A碼進行傅里葉變換及復數(shù)共軛，最后將兩個數(shù)值相乘并進行反傅里葉變換，得到解調后的信號與本地C/A碼的相關值。將這個相關值與預設的閥值進行比較，如果相關值大于閥值，則認為捕獲到了信號，載波頻率即為當前解調所用的值

97、，同步碼相位即為相關峰對應的位置；如果相關值小于閥值，則沒有捕獲到信號，判定是否所有頻率都搜索完畢，要是沒搜索完畢，則再重復上述的操作，直至搜索完畢，如果所有的頻率都已搜索完畢仍然沒有捕獲到信號，則捕獲失敗，進入下一輪搜索。當接收載波頻率為3.093MHz時，一個CA碼周期內的搜索結果如圖4-12所示，在整個CA碼周期內都沒有出現(xiàn)相關峰值。改變接收載波的頻率，當接收載波頻率為4.093MHz即收發(fā)載波同步時，一個CA碼周期內的搜索結果如

98、圖4-13所示，在n=100處出現(xiàn)明顯的相關峰值，峰值的值為1023，和理論上的數(shù)值相一致，表明可以成功</p><p>　　圖4-12 載波不同步時并行碼相位搜索捕獲仿真結果</p><p>　　圖4-13 載波同步時并行碼相位搜索捕獲仿真結果</p><p><b>　　5　結論</b></p><p>　　本文的研

99、究目的是對三種GPS信號捕獲算法進行研究并對三種捕獲算法進行的比較。通過本課題的研究，完成了以下工作：</p><p>　　（1）分析了GPS軟件接收機的起源及用途。論述了三種常見GPS信號捕獲算法的捕獲原理。</p><p>　?。?）詳細介紹了Matlab軟件以及在各領域的應用。</p><p>　?。?）詳細說明了中頻信號的生成以及相關的編程、仿真。</

100、p><p>　?。?）完成三種捕獲算法的Matlab仿真，并加以描述。</p><p>　　（5）在三種捕獲算法中，并行碼相位搜索捕獲算法在Matlab環(huán)境下執(zhí)行速度短，性能高，捕獲結果精度也比另外兩種方法高，提高了GPS軟件接收機的定位速度和定位精度。</p><p>　　通過對GPS中頻信號的捕獲算法的仿真結果分析，本文設計的GPS信號捕獲程序能夠實現(xiàn)對中頻信號的捕

101、獲。但是其中還是有些許不足。</p><p>　?。?）本文接收的GPS信號僅僅考慮信號的前8位同步頭。而且研究的信號僅僅針對L1信號進行捕獲。</p><p>　　（2）研究過程中并沒有考慮到噪音以及延遲等誤差，所以捕獲精度有待于提高。</p><p>　?。?）研究局限于Matlab軟件的仿真平臺，要在實際應用中得到運用還需要把程序代碼向DSP，ARM或FPGA

102、移植，使GPS信號捕獲功能可以再硬件條件下得到實現(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 余丹，廖凱寧．GPS全球定位系統(tǒng)的改進與發(fā)展[J]，全球定位系統(tǒng)，2006．1，1：41-44．</p><p>　　[2] 陳軍，潘高峰．GPS軟件接收機基礎[M]．第二版．北京：電子工業(yè)出版社，2008，7．<

103、;/p><p>　　[3]劉基余．GPS衛(wèi)星導航定位原理與方法[M]．北京：科學出版社，2003，8．</p><p>　　[4] 胡伍生，高成發(fā)．GPS測量原理及其應用[M]．北京：人民交通出版社，2004，7?。?lt;/p><p>　　[5] 李斯?jié)?，丁曉陽．GPS定位技術的應用研究[J]．科技信息(學術研究)，　2008，8，24 ：83~88．</p>

104、<p>　　[6] 胡斌，陳林．全球定位系統(tǒng)(GPS)技術淺談[J]．內蒙古科技與經(jīng)濟，2009，2，3：218~219．</p><p>　　[7] 韓高樓．GPS定位技術的優(yōu)缺點[J]．陜西建筑，2010，2，2 ：56~58．</p><p>　　[8] 武建鋒，胡永輝，蔡成林．GPS信號串行捕獲算法研究[J]．小型微型計算機系統(tǒng)，2010，1，31(1) ：186~1

105、89．</p><p>　　[9].曹意．GPS軟件接收機的實現(xiàn)和定位算法研究 [D]，上海：上海交通大學，2009．</p><p>　　[10] Sascha M. S.，Iain Scott, David G. M. ，etal. An FFT-Based Approach for Fast Acquisition in Spread Spectrum Communication S

106、ystems[J]. Wireless Personal Communications，2000，4，13(1) ：27~55 ．</p><p>　　[11] Alison Brown，Marvin May，Barry Tanju．Benefits of Software GPS Receivers for Enhanced Signal Processing[J]．GPS Solutions，2000，6，4

107、(1) ：56~66．</p><p>　　[12] 劉億民，宋學瑞．基于FPGA的GPS信號快速捕獲方法實現(xiàn)[J]．全球定位系統(tǒng)，2006，12， 6：45~49．</p><p>　　[13]李雄飛，邱樂德，王宇．一種基于FFT的PN碼捕獲方法研究[J]．空間電子技術．2007,4，4（4）：28~33．</p><p>　　[14] 唐斌，董緒榮，楊保平．軟件

108、接收機基帶信號處理研究[J]．電光與控制，2007，2，4(1)：115~119．</p><p>　　[15]王家文，王皓．Matlab編程基礎與應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006，7．</p><p>　　[16]仁付園，楊長青．基于Matlab的擴頻碼設計仿真及性分析[J]．廣西輕工業(yè)，2008，9，9：83-85．</p><p>　　[17] 李繼

109、忠，李魏．GPS信號快速捕獲方案研究[J]．航空電子技術，2006，6， 2：5~9．</p><p>　　[18] 李玉紅，寇艷紅，張其善．微弱GPS信號捕獲算法研究[J]．遙測遙控，2005，7，4：61~65．</p><p>　　[19] 郭蓉．探討GPS信號捕獲及性能的提高[J]．科技創(chuàng)新導報，2009，1，1：41~42．</p><p>　　[20]