GNSS弱信號(hào)捕獲跟蹤模塊的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著技術(shù)進(jìn)步對(duì)GPS導(dǎo)航應(yīng)用的不斷發(fā)展與普及，GNSS接收機(jī)也同樣在飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航接收機(jī)在某些特殊的環(huán)境下，如室內(nèi)，隧道或者是深山密林中，衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)大氣層然后到達(dá)這些特殊環(huán)境下往往功率衰減到無(wú)法完成定位工作。所以，研究在弱信號(hào)條件下提高接收機(jī)的性能是至關(guān)重要的。本文主要是對(duì)弱信號(hào)條件下捕獲跟蹤模塊的研究與設(shè)計(jì)。
　?。?）首先分析了弱信號(hào)下的信道特點(diǎn)，研究GPS導(dǎo)航接收機(jī)結(jié)構(gòu)。研究對(duì)弱信號(hào)的條件下接收機(jī)所面對(duì)的問(wèn)題和

2、需要改進(jìn)的地方。分析了幾種經(jīng)典的捕獲跟蹤算法的優(yōu)缺點(diǎn)；研究了PWF-FFT（部分匹配濾波器結(jié)合FFT）算法，針對(duì)PMF-FFT算法的不足：相位不能夠完全補(bǔ)償從而會(huì)引起扇貝損失這一缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)和分析，利用補(bǔ)零法改進(jìn)了PWF-FFT算法：將輸入信號(hào)下變頻為兩個(gè)特殊基頻，然后被兩組匹配濾波器濾波進(jìn)行零填充通過(guò)FFT模塊傳送到頻域，將兩個(gè)FFT的輸出通過(guò)索引組合來(lái)提高弱信號(hào)條件下接收機(jī)的捕獲性能。
　?。?）然后分析了跟蹤模塊的碼跟蹤環(huán)路

3、、載波跟蹤環(huán)路、載波濾波器，跟蹤模塊環(huán)路濾波器采用二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)方案，提高接收機(jī)在弱信號(hào)條件下的跟蹤性能。研究傳統(tǒng)的位同步算法，提出了能量累加極小值位同步算法來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，提高了弱信號(hào)條件下的位同步性能。并通過(guò)MATLAB進(jìn)行了算法性能驗(yàn)證。
　　（3）本文最后使用Verilog HDL在EDA工具上對(duì)捕獲跟蹤模塊進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，如多普勒搜索，數(shù)字匹配濾波器，C/A碼移位模塊，載波發(fā)生器模塊，鎖相環(huán)、碼NCO模