gps接收机关键算法研究与实现

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1、…．引、，＂＇ｉ；ｒ，＼’：ｌ｜｜＂｜Ｙ，■｜Ｉ１｜＇ｌ‘，ＪＩ，Ｉ＇＇，＂＇：ＶｌｉｉＩ；ｙ４丢种泼Ａ葦ＦＥＬＥＣＩｓｃＩＥＮＧＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＴＹＯＴＲＯＮＣｆＩＶＥＲＳ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＇－换讀Ｘ－．ｕ．令．；冷ｊ；：－心於．：＼Ｖ广％心贫伊心申．．听．啡产呵ｔ雌哪啤ｆ＇｝论文题目ＧＰＳ接收机关键算法研究与实现学科专业通信与信息系统学■

2、＾２０１３２１２６０３２１作者姓名魏冰然＇指导教师傅晓宇副教授－－、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教巧机构的学位或证书而使Ｗ过的材科。＾巧中ｊ工作的同志对本研究所做的任何贡献均ｄ在论义中化丫明備的说明并表示谢意。作者签名■＝無杂把日期：２０１６年５月２７日论文使用授权本学位论义作者完全丫解电子科技

3、大学有关保留、使用学位论文的规定，巧权保留并向国家有关部ｎ或机构送父论义的复印件和磁盘，允许论义被查阅和借阅。本人授权电子科技大学将学位论义的全部等或部分巧容编入有关数据库进行檢索，叫ｙＡ采用影印、缩印或片描复制手段保存、汇编学位论义。（保密的学位论文在解密后巧遵守此规定）巧＇＇ｊ疏坪作者签知辦夺恕，导师签名＝曰期：２０１６年５巧２７Ｌｌ分类号密级注1UDC学位论文GPS接收机关键算法研究与实现（题名和副题名）魏冰然（作者姓名）指导教师傅晓宇副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级

4、别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2016.4.15论文答辩日期2016.5.23学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchandrealizationofkeytechnologyforGPSreceiverAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:Bin

5、granWeiSupervisor:AssociateProf.XiaoyuFuSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications摘要摘要传统的GPS(GlobalPositioningSystem)接收机包括下变频并采样接收到的无线信号、搜索并捕获视野内的GPS可见卫星、对捕获信号的C/A码和载波进行跟踪、解调出导航数据，以及解算出位置坐标。捕获环节获得信号及其参数的粗略估计值后，跟踪环节对信号的码相位、载波相位和多普勒频移进行精确估计。对载波的估计用于剥离

6、接收信号中的载波并解调出导航比特，对码延迟的估计用于剥离C/A码，计算伪距和位置坐标。跟踪环节是影响定位结果精度的关键环节。在低信噪比下，跟踪环路受到噪声影响无法准确检测出本地复现参数的误差，进而使最终的解出的位置坐标出现大幅波动，造成定位精度降低。在微弱信号下，接收机甚至会彻底失去对信号参数的跟踪，需要重新进入捕获阶段搜索信号。传统的接收机跟踪环路中未能充分利用积分结果中噪声的统计信息来辅助判断跟踪环路的状态。跟踪中通过相关积分值不断校正本地复现参数的过程与卡尔曼滤波中的预测、校正过程十分相似。本文首先讨论了GPS信号的结构与性质，对传统

7、GPS接收机的跟踪环路进行了分析，建立了使用卡尔曼滤波算法代替鉴相器与环路滤波器实现跟踪的模型。模型中使用相干积分和非相干积分结果作为观测值，使用本地C/A码码相位、载波频率、多普勒频移和多普勒频移变化率作为状态量，对码环和载波环分别建立了平方根扩展卡尔曼滤波模型。对模型性能进行的仿真结果表明，载波环和码环都使用卡尔曼滤波模型的跟踪环路在捕获结果准确且侦测出导航数据跳变位的情况下，可以跟踪低至13dB/Hz的信号。关键词：GPS接收机，跟踪，平方根扩展卡尔曼滤波，微弱信号IABSTRACTABSTRACTIngeneral,theGPSre

8、ceiver’smainfunctionsincludedownconversionandsam-plingofthereceivedradiofrequencysignal,G