GPS接收机快速定位技术的研究与应用

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1、摘要摘要全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)，是随着现代科技发展建立起来的卫星导航定位系统。经过二十余年技术的不断发展和完善，该系统已具备了全天候、全球范围、高精度定位和授时等特点。目前，GPS接收机正朝着快速定位、高灵敏度、高动态、高精度等技术方向发展。本文重点研究了GPS接收机的快速定位技术及相关算法。基于快速定位的算法和策略，接收机开机后快速捕获信号，完成快速定位。首先介绍并分析了GPS的信号特性和GPS接收机相关原理及整体结构。其次，研究了基于FFT变换的GPS信号快速捕获算法，分别对扩频码和载波频率进行并行捕获，完成仿真与结果

2、分析，并对两种算法进行了差异比较。论文中提出了快速热启动方案，基于GPS测距原理，利用本地实时时钟单元RTC(RealTimeClock)的辅助，省去基带子帧同步过程，计算卫星在轨位置和伪距，通过最小二乘法解算接收机位置，完成快速定位。文中给出了该方案的理论推导和实现过程。论文最后将捕获算法和快速热启动方案应用到实验室自主研发的GPSSEU接收机中。本文设计并完成了GPSSEU接收机的捕获性能测试、快速热启动性能测试。接收机的捕获性能稳定，达到快速捕获信号的目标，快速热启动能够在2s内完成首次定位，平面定位精度5米，验证了算法和方案的有效性。关键词：GPS接收机、快速

3、定位、ni．T变换、捕获、快速热启动、伪距AbstractWimthedevelopmentofmodemscienceandtechnology,theGlobalPositioningSystemsetsup罄theglobalnavigationsatellitesystem．Becauseoftwentyyearsofitsdevelopmentandimprovement,ithasalreadysetouttheall-weather,globalscale，high-precisionpositioningandtiming．Nowadays，GPSre

4、ceivertechnologydevelopstowardfast-positioning,high—sensitivity,high-dynamicandhigh-accuracy．，nlefastpositioningalgorithminGPSreceiveralemalIllystudied．Accordingtothisalgorithm，thereceiveracquiresthesignalandfinishesthepositioningprocessquicklyafterpower-on．FirstlytheGPSsignalcharacteri

5、sticsandtheentirearchitectureofthereceiverareintroduced．Secondly,thetwofastacquisitionalgorithmsareresearched,whicharebasedontheFFTtransformation．111esimulationismadeincode．parallelsearchacquisitionmethodandcarrierfrequency．parallelsearchacquisitionmethod．Thedifferencebetweenthesetwomet

6、hodsiSconcludedfinally．Onekindoffasthot-startmethodiSdesignedinthispaper,whichispresentedforthemethodofthepseudorangemeasurementinGPSbasically．ItmakesuseoftheRTC(RealTimeClock)moduletoeliminatethesub．flamesynchronizationprocess．Thepseudorangefromthesatellitetothereceiverandthesatellitep

7、ositioninitsorbitiscalculatedthen．Finally,theleast-squaresmethodisintroducedtocalculatethereceiverposition．ThefastacquisitionCanberealizedbythismethod．Theoreticalderivationandprocessimplementationaregivenindetail．A11oftheresearchworkinpaperputsapplicationintotheOPSSEUreceiver，w