探索gps卫星数字中频信号的捕获、跟踪研究与仿真

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1、北京交通大学硕士学位论文GPS卫星数字中频信号的捕获、跟踪研究与仿真姓名：唐峻申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蔡伯根20061101』b塞銮煎厶堂亟±芏位逾毫虫塞翅墅中文摘要摘要：为了满足更加高的定位要求，获得更加高的可靠性，对GPS接收机来说，要能兼容各种定位导航系统如GLONASS，以及即将出现的GALlIE0系统的信号。且目Ij{『已计划在下一代GPS卫星中增加新的GPS波形。相比较于现有的GPS接收机需要更换硬件设备，GPS软件接收机只需改动软件，具有更强的灵活性和开放性。本文

2、作的工作是利用信号仿真器仿真GPS数字中频信号，并借助这些仿真信号完成对GPS信号的捕获和跟踪性能的研究．本文先阐述了C／A码的生成原理与GPS信号的生成原理，捕获和跟踪的原理，OgS信号的捕获和跟踪，时间同步与频率同步的相互关系及技术要求。利用FFlr相关法进行时间和频率并行搜索，超前一滞后结构形式的延迟锁定环(DDL)进行伪码跟踪和科斯塔斯载波跟踪环进行载波跟踪的算法。在提高捕获性能的方面，提出了一种对丌丌法进行的数值改进．低CNR情况下的重新捕获信号的一种措施以及减小捕获时问的一种方法。在跟踪方面，

3、提出了在低CNR情况下的码相位跟踪的措施。然后，利用MATLABkSIMULINK仿真环境开发信号仿真器，并利用此仿真器实现GPS信号的仿真，并对所提出的信号的捕获和跟踪算法进行了仿真。仿真结果表明，所提算法达到了预期设计的目标。关键词：GPS；C／A码；载波；捕获；跟踪；韭盛g堑厶堂亟±鲎也论塞△曼墨!壁△￡!ABSTRACTABSTRACT：FortheGPSreceiver,itmustbeabletoreceivesignalofotherlocationornavigationsystem，fo

4、rexampleGLONASSandGALILEOwhichwillbeusedjnthefuture，toachievebetterlocationprecision．andtobemorereliable．AnditisgoingtohavenewsignalsinthenextgenerationofGPS．ComparingwiththeexistingGPSreceiverwhichmustreplacetheequipment，thesoftwareOneonlyhavetochangethe

5、software．nismoreflexibleandopening．TheworkwehavedoneisthatusingthesignalemulatortosimulatethedjgitalizedIFGPSsignal．Then，usethesesignalstotestandresearchtheacquisitionandtrackingalgorithmoftheGPSsignal．weexpatiatetheprincipleofthegenerationofthePRN，oreven

6、thewholesignalofGPS，thefundamentalprincipleandmethodoftheacquisitionandthetrackingThealgorithmswetestareParallelSearchofthefrequencyandCodePhase，Costasca耵iertrackingloopandDDL．Basedonthesetheories，weexpoundhowtodevelopthesignalsimulatorinMATUKB'＼S]MULINK,

7、thensimulatetheIFdigltalGPSsignalsusingthissignalsimulator，testandresearchtheacquisitionandthetrackingalgorithms．Theresultindicatesthatitisvalid．KEYWORDS：GPS；C／A；carrler；acquisition；tracking致谢本论文的工作是在我的导师蔡伯根教授的悉心指导下完成的．蔡伯根教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在此衷心

8、感谢三年柬蔡老师对我的关心和指导。紫伯根教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向蔡老师表示衷心的谢意。集伯根教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表不衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期问，王剑、梁前浩等同学对我论文中的GPS信号的跟踪研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人，我的爸爸，妈妈，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学