卫星导航系统中长码直接捕获算法研究

发布时间：2017-04-10 15:15

  本文关键词：卫星导航系统中长码直接捕获算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球定位系统(GPS,Global Positioning System)是全天候的卫星导航定位系统,为用户提供时间与定位信息。目前,GPS卫星信号采用两种伪码扩频序列,分别是用于粗定位的C/A码和用于精确定位的P码。与C/A码相比,P码不仅定位精度高,而且抗干扰性、抗反欺骗能力强。传统的P码捕获技术需利用C/A码协助捕获。当C/A码受到攻击时,只能利用P码直接捕获技术完成导航定位服务。然而,由于P码速率高且周期长,使得直接捕获的难度较大,已成为GPS导航定位领域中的一项技术难点。因此,研究P码的直接捕获技术对完善我国自己的卫星导航定位系统有着重要的意义。本文重点研究了基于FFT的P码直接捕获算法。文章的主要内容如下:首先,对GPS基础进行了简要介绍,着重描述了GPS信号及其捕获原理。在传统基于FFT的伪码捕获原理的基础上,引入了几种解决非周期码并行捕获的算法(ZP算法、XFAST算法以及直接平均法)来解决P码并行捕获的问题,并对它们进行了分析与仿真。其次,提出了补零算法的改进算法,研究表明该算法以稍许捕获概率的下降换取了平均捕获时间的减小。最后,考虑到传统的P码直捕算法都是实现码相位的并行搜索,多普勒频率串行搜索,提出了频域折叠技术的应用以实现多普勒频率并行捕获并对其可行性进行了验证。该技术实现了码相位与频率的并行搜索,加快了捕获进程。
【关键词】：卫星导航系统 FFT P码 捕获
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 论文研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究动态10-11
• 1.3 论文内容及结构安排11-13
• 第二章 GPS基础13-32
• 2.1 GPS卫星信号14-15
• 2.1.1 GPS信号的结构14-15
• 2.1.2 GPS信号的特点15
• 2.2 GPS伪码测距原理15-22
• 2.2.1 GPS信号的伪码16-19
• 2.2.2 伪码测距原理19-22
• 2.3 GPS信号捕获22-31
• 2.3.1 捕获过程中的影响因素23-25
• 2.3.2 时域串行捕获方法25-26
• 2.3.3 频域并行捕获方法26-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 GPS直接P码捕获算法分析32-43
• 3.1 基于FFT的P码捕获模型32-36
• 3.1.1 P码的无周期性33
• 3.1.2 ZP算法的P码捕获方案33-34
• 3.1.3 XFAST的P码直捕方案34-35
• 3.1.4 直接平均法的P码直捕方案35-36
• 3.2 各种P码直捕方案的分析36-42
• 3.2.1 基于ZP算法的方案分析36-38
• 3.2.2 基于XFAST算法的方案分析38-39
• 3.2.3 基于直接平均法的方案分析39-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 一种新的P码直接捕获高效算法43-53
• 4.1 现有算法存在的问题43-44
• 4.2 改进的ZP算法44-47
• 4.2.1 改进算法描述44-46
• 4.2.2 算法分析46-47
• 4.3 改进算法性能47-52
• 4.3.1 算法的检测概率47-48
• 4.3.2 算法的平均捕获时间48-50
• 4.3.3 仿真结果与分析50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 基于频域折叠的P码二维捕获研究53-66
• 5.1 频偏条件下伪码捕获的二维搜索策略53-61
• 5.1.1 传统时-频域搜索结构53-54
• 5.1.2 频域折叠处理技术54-55
• 5.1.3 频域折叠的XFAST捕获方案55-59
• 5.1.4 捕获性能仿真59-61
• 5.2 基于频域折叠技术的ZP算法61-65
• 5.2.1 频域折叠技术的ZP算法描述61-62
• 5.2.2 捕获概率仿真分析62-63
• 5.2.3 影响性能的因素63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 参考文献68-71
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利72-73
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目73-74
• 致谢74

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