gpsbd双模接收机捕获跟踪算法研究及实现

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1、论文题目：GPS/BD双模接收机捕获跟踪算法研究及实现专业：检测技术与自动化装置硕士生：徐晓波(签名)＿＿＿＿＿＿指导教师：李卫斌(签名)＿＿＿＿＿＿摘要GPS(GlobalPositioningSystem)全球导航系统的技术水平和发展历程是全世界卫星导航系统发展的主要代表，其核心技术也已经基本成熟。然而，我国卫星导航核心技术起步较晚，自行建设的北斗卫星导航系统也在不断的深入研究中。本文结合GPS与北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem)，研发两种模式相兼容的卫星导航接收机。在兼容模式的基础上，借鉴GPS接收机理论和算法研究来提高B

2、D接收机的基带处理技术，从而提高北斗接收机的性能。本文首先对全球卫星导航系统的发展情况进行分析，并详细描述GPS和BD导航卫星的信号格式，简单阐述接收机的工作原理以及扩频通信的基本原理。本文深入研究了北斗GPS双模接收机基带处理器的捕获与跟踪设计方案。设计过程中，首先详细描述时域捕获算法与基于FFT的频域捕获算法。根据信号中导航比特的特性，以20ms为周期可能会出现的比特翻转，再结合原有的捕获算法，本文提出基于二分法的FFT快速捕获算法对卫星信号进行捕获，在提高捕获的灵敏度同时也提高算法的运算速度，该研究成果已经经过仿真验证，并公开发表。由于北斗信号存在二次编码，所以除了要检

3、查导航比特翻转之外，还要检测二次编码，其难度远远高于GPS弱信号的检测。本文分析了跟踪算法原理，包括码跟踪环和载波跟踪环，并研究环路滤波和数据解调的特点。由于接收机通常会在信噪比较低的环境下工作，本文提出了基于非相干DLL、四象限反正切的FLL以及对导航比特翻转不敏感的CostasPLL，其在低信噪比下环路的跟踪性能都比较好，并综合分析了GPS和BD的同步校验原理，在MATLAB上实现了跟踪算法仿真。本文的算法经过整体接收机性能测试，测试结果均满足系统功能和性能要求可以直接用于实时接收机系统的设计中，为自主设计高灵敏度的GPS/北斗双模接收机奠定了基础。关键词：GPS/北斗接

4、收机；弱信号检测；PLL；二分法；FFT；基带信号处理；捕获跟踪算法研究类型：应用研究Subject:ResearchoncapturingandtrackingalgorithmofGPS/BDdualmodereceiveranditsrealizationSpecialty：DetectionTechnologyandAutomaticDeviceName：XuXiaobo(Signature)＿＿＿＿＿＿Instructor：LiWeibin(Signature)＿＿＿＿＿＿ABSTRACTAstherepresentativeofsatellitenavigatio

5、nsystem,GlobalPositioningSystem(GPS)hasbeenstudiedforseveraldecades.However,Chinahaspaysmoreattentiontocrucialtechnologyofsatellitepositioningsystemtheseyear.TheChinesenavigationsystemnamedBeidouSystemisalternativeexceptforGPS,GLONASSandGALILEO.Inthispaper,adual-modesatellitepositioningrece

6、ivercombinedGPSwithBeiDoupositioningsystemisstudied.Today,withthematuretechnologyofGPS,itisnecessarytodevelopsatellitepositioningsystemindependently.Onthebasisofcompatiblemode,improvetheperformanceofbasebandprocessingintheBeiDoureceivercanbeimporvedsingularly.Firstly,thispaperanalyzedthedev

7、elopmentsituationofglobalsatellitepositioningsystem,describedGPSandBDpositioningsystemandtheirsignalformindetail.Italsointroducestheoperatingprincipleofthereceiver,thespreadspectrumcapturealgorithmofthereceivingbasebandprocessing,anditssignaltrackingdesi