GNSS接收机信号捕获算法、抗干扰技术研究及FPGA实现

发布时间：2017-03-26 23:04

  本文关键词：GNSS接收机信号捕获算法、抗干扰技术研究及FPGA实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着基于位置服务需求的日益增长,GNSS接收机在强干扰、微弱信号的环境中的应用需求以及传统接收机的性能局限性,引发了高灵敏度接收机技术的研究热潮。高灵敏度捕获技术通过提高接收机的处理增益,使其能够捕获传统接收机所不能捕获的微弱信号和干扰信号。 本文主要研究了GNSS接收机的捕获算法,以及在于扰环境下的抗干扰技术。基于捕获原理,提出了码相位和频率并行快速搜索的捕获算法以及一些提高捕获灵敏度的方案,并通过仿真实验验证方案的可行性,最后应用于实际,在我们自己GNSS接收机上得以实现。本文主要对一下内容进行了介绍和研究。 (1)完整地介绍了GNSS系统的构成；从卫星信号发射的源端出发,对卫星信号的构成及特征做了系统的介绍；介绍了我们自己的GNSS接收机软硬件架构和其主要模块的功能。 (2)通过对捕获搜索算法的介绍,提出了真正可以实现时频二维搜索的捕获算法即“多段匹配滤波器+快速傅里叶变换”架构的捕获算法。针对捕获算法的性能和检测判决策略、捕获的主要参数以及各个模块的功能进行了分析,最后给出了在工程实现中捕获部分对外的接口。 (3)研究了各种干扰环境以及抑制干扰的方法,重点对窄带干扰和转发式干扰进行了研究,并提出了针对干扰的抗干扰技术。 (4)针对以上的研究提出的各种技术,本文列出了FPGA的工程实现方案,并对工程进行了仿真验证。重点针对能够提高灵敏度的方案进行验证,主要有CIC降采样滤波器的仿真测试、峰值检测的新策略的仿真验证。
【关键词】：信号捕获 CIC滤波器 峰值检测 抗干扰技术 FPGA设计
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 论文研究背景9-11
• 1.1.1 美国GPS10
• 1.1.2 俄罗斯GLONASS10
• 1.1.3 欧盟Galileo10-11
• 1.1.4 中国北斗11
• 1.2 论文研究意义11-12
• 1.3 论文结构安排12-13
• 1.4 本章小结13-15
• 第二章 GNSS系统原理概述15-31
• 2.1 GNSS系统构成15-16
• 2.2 GNSS-GPS卫星信号的结构及产生原理16-21
• 2.2.1 GPS卫星载波信号16-17
• 2.2.2 GPS伪随机码17-20
• 2.2.3 GPS导航电文20-21
• 2.3 GNSS接收机软硬件架构21-29
• 2.3.1 接收机硬件框架21-22
• 2.3.2 接收机软件框架22-23
• 2.3.3 接收机主要功能模块23-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 GNSS接收机捕获算法研究31-49
• 3.1 GNSS接收机捕获原理31-32
• 3.2 接收机捕获策略与性能分析32-43
• 3.2.1 时频二维搜索34-36
• 3.2.2 检测判决策略36-39
• 3.2.3 捕获性能分析39-41
• 3.2.4 相关参数分析41-43
• 3.3 捕获流程43-46
• 3.3.1 下变频43-44
• 3.3.2 降采样44-45
• 3.3.3 非相干累加45-46
• 3.4 捕获硬件接口46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 GNSS接收机抗干扰技术研究49-61
• 4.1 干扰信号分析49-51
• 4.1.1 干扰类型49-50
• 4.1.2 干扰方式50
• 4.1.3 干扰影响机理50-51
• 4.2 抗窄带干扰技术研究51-57
• 4.2.1 窄带干扰抑制技术52-53
• 4.2.2 抗窄带干扰设计53-55
• 4.2.3 干扰抑制55-57
• 4.3 抗转发式干扰57-59
• 4.3.1 转发干扰抑制57-58
• 4.3.2 抗转发干扰设计58-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 GNSS接收机捕获模块的FPGA实现61-75
• 5.1 捕获模块的设计流程61-62
• 5.2 捕获模块的FPGA实现62-69
• 5.2.1 降采样CIC滤波器FPGA实现62-63
• 5.2.2 时频二维搜索FPGA实现63-65
• 5.2.3 抗窄带干扰FPGA实现65-67
• 5.2.4 抗转发干扰FPGA实现67-69
• 5.3 扫频设计69-70
• 5.4 捕获算法仿真70-74
• 5.5 上位机显控交互界面74
• 5.6 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：269485