GPS弱信号中的C/A码捕获算法研究
发布时间：2021-12-11 06:01
近年来,伴随着卫星导航定位技术在军事和民用应用领域的不断扩展,对导航接收机性能也提出了越来越高的要求。GPS信号捕获作为提高接收机灵敏度的核心技术之一,是接收机基带数字信号处理中的关键环节,在地铁、峡谷、室内等恶劣环境下的弱卫星信号捕获算法已成为当前的研究热点。针对当前国内外关于接收机捕获问题研究中存在的一些不足和盲点,本文对微弱信号环境下的GPS导航接收机C/A码捕获算法开展了深入分析和研究。首先,分析了直接序列扩频通信技术理论、GPS信号结构、GPS信号中伪随机码的相关特性,对GPS数字中频信号进行建模并仿真生成了中频信号；研究了信号检测理论和门限判决方法,详细阐述了GPS接收机弱信号捕获的基本原理,对相干累积、非相干累积和差分累积算法这三种重要累积算法的检测特性、处理增益、计算量及可能引起的损耗进行了理论分析,并通过仿真对比分析了三种算法检测概率与载噪比大小的关系。其次,针对捕获过程中导航电文数据可能翻转的问题,首先对半比特和全比特算法这两种导航电文边沿估计算法进行了对比分析。针对现有导航电文边沿估计方法的不足与缺陷,提出了一种改进的导航数据边沿探测方法,即连续翻转数据符号的方法...
【文章来源】：哈尔滨商业大学黑龙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１直接序列扩频通信系统工作流程图??如图（ｂ），接收端与发射端是一个相反的过程，经过天线接收到的射频信号先进行??
据是同时工作的，ＰＲＮ码的码片速率一定会超过比特转换速率的，载波信号使用了??ＢＰＳＫ调制。Ｐ码货导航数据调制与Ｃ／Ａ码忠导航数据调制在Ｌ１上是相位正交的。如??图２－３所示，Ｌ１载波在被０乂码＠数据进行ＢＰＳＫ调制之前相移９０。，然后，得到的结??果再与Ｌ１由Ｐ码＠数据进行ＢＰ化调制并衰减后的输出相叠加。图２－３所示了?Ｐ码？??数据和Ｃ／Ａ码＠数据的结果。模２运算规则如表２－２。图２－３可见，异或过程等效于两??个１比特值的二进制相乘，采用逻辑０位加而逻辑１为减的传统将产生一个１比持的乘??积。??，，１２０?。〇齐载频＞?ＢＰＳＫ调制器?＞捕?Ｕ信号严７＇議??４??，郎ＳＫ调制器??１５４／满频?＞?，?一她?，??？?ｘｌ５４?ｒ??Ｚ?？??＞９０．?＞?ＷＳＫ调制器?Ａ?ＬＩ信号??＜?＼５１５ＡｌＭＨｚ??＞限幅器师吁詔ｉ?＞?
??级移位寄存器产生，其原理如图２－４所示。??????—１２３４５６７８９?１０?—＾?１??复位埋辑？相位选擇逻辑?＾???１?＇?＾——厂…下下下■．下．．￣．——＊——下－＾?Ｇ２（／?＋?ｔ）?Ｗ??１０．２３ｉＷ７ｆｅ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１０?分频１２?３４５６?了?８９?１０????Ｗ?图２－??４?Ｃ／Ａ码生成原理图??Ｇ，和＆的特征多项式为：??巧（ＪＣ）二?ｌ?＋?ｊｃＳ?＋?ｙｉ。?（２－１１）??Ｇ］?（Ｘ）?＝?ｌ?＋?ｘ］?＋ｘ３?＋ｙ６?＋?乂９?＋＾１０?（２－１２）??每颗卫星的Ｃ／Ａ码产生结构类似，区别在于Ｇ。序列的相位选择不同，即对＆序列??取不同延时，文献［４５］给出了各位星Ｃ／Ａ码的相位分配情况和前１０个码片值。如图２－５??所示，是由Ｍａｔｌ油环境下仿真产生的四号卫星和五号卫星的Ｃ／Ａ码。??Ｃ／Ａ码的自相关函数为：??馬（０?二去畜?ｘ（吟（＊－〇?（２－１３）??式中，馬（０代表码相位差为Ｚ？时的相关值，ｘ（Ａ：）代表某颗卫星的第Ａ个码片电平??值，Ｎ＝１０２３，为一个Ｃ／Ａ码的码片数。只有当ｚ‘?＝?０时，自相关函数才可Ｗ取得最大值??１０２３
本文编号：3534140
【文章来源】：哈尔滨商业大学黑龙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１直接序列扩频通信系统工作流程图??如图（ｂ），接收端与发射端是一个相反的过程，经过天线接收到的射频信号先进行??
据是同时工作的，ＰＲＮ码的码片速率一定会超过比特转换速率的，载波信号使用了??ＢＰＳＫ调制。Ｐ码货导航数据调制与Ｃ／Ａ码忠导航数据调制在Ｌ１上是相位正交的。如??图２－３所示，Ｌ１载波在被０乂码＠数据进行ＢＰＳＫ调制之前相移９０。，然后，得到的结??果再与Ｌ１由Ｐ码＠数据进行ＢＰ化调制并衰减后的输出相叠加。图２－３所示了?Ｐ码？??数据和Ｃ／Ａ码＠数据的结果。模２运算规则如表２－２。图２－３可见，异或过程等效于两??个１比特值的二进制相乘，采用逻辑０位加而逻辑１为减的传统将产生一个１比持的乘??积。??，，１２０?。〇齐载频＞?ＢＰＳＫ调制器?＞捕?Ｕ信号严７＇議??４??，郎ＳＫ调制器??１５４／满频?＞?，?一她?，??？?ｘｌ５４?ｒ??Ｚ?？??＞９０．?＞?ＷＳＫ调制器?Ａ?ＬＩ信号??＜?＼５１５ＡｌＭＨｚ??＞限幅器师吁詔ｉ?＞?
??级移位寄存器产生，其原理如图２－４所示。??????—１２３４５６７８９?１０?—＾?１??复位埋辑？相位选擇逻辑?＾???１?＇?＾——厂…下下下■．下．．￣．——＊——下－＾?Ｇ２（／?＋?ｔ）?Ｗ??１０．２３ｉＷ７ｆｅ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１０?分频１２?３４５６?了?８９?１０????Ｗ?图２－??４?Ｃ／Ａ码生成原理图??Ｇ，和＆的特征多项式为：??巧（ＪＣ）二?ｌ?＋?ｊｃＳ?＋?ｙｉ。?（２－１１）??Ｇ］?（Ｘ）?＝?ｌ?＋?ｘ］?＋ｘ３?＋ｙ６?＋?乂９?＋＾１０?（２－１２）??每颗卫星的Ｃ／Ａ码产生结构类似，区别在于Ｇ。序列的相位选择不同，即对＆序列??取不同延时，文献［４５］给出了各位星Ｃ／Ａ码的相位分配情况和前１０个码片值。如图２－５??所示，是由Ｍａｔｌ油环境下仿真产生的四号卫星和五号卫星的Ｃ／Ａ码。??Ｃ／Ａ码的自相关函数为：??馬（０?二去畜?ｘ（吟（＊－〇?（２－１３）??式中，馬（０代表码相位差为Ｚ？时的相关值，ｘ（Ａ：）代表某颗卫星的第Ａ个码片电平??值，Ｎ＝１０２３，为一个Ｃ／Ａ码的码片数。只有当ｚ‘?＝?０时，自相关函数才可Ｗ取得最大值??１０２３
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