高动态环境下GPS跟踪算法研究及实现

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1、摘要卫星导航定位在国防建设中占有重要地位，特别是处于高加速度运动的导航定位接收机的研制，对于发展弹道测试方法、新的制导与导航手段，有十分重要的意义。本文以GPS接收为例，研究高动态条件下的卫星导航定位技术。本文在深入研究GPS的系统组成、信号基本结构及其多普勒效应对信号接收的影响的基础上，对最大似然估计算法、扩展卡尔曼滤波算法、叉积自动频率控制环算法、数字锁相环算法和频率扩展卡尔曼滤波算法进行了分析和介绍，对又积自动频率控制环算法和频率扩展卡尔曼滤波算法进行了MATLAB仿真，并对这两种算法进行了比较。论文的主要工作如下：1．深入研究了高动态

2、条件下GPS接收信号的参数估计算法，并采用载波辅助技术及延迟锁定环技术对P码跟踪进行了MATLAB仿真设计。2．提出了由环路滤波辅助FEKF(频率扩展卡尔曼滤波)的跟踪方法，对环路滤波器的设计进行详细的介绍，对FEKF和FEKF改进方法进行了MATLAB仿真，将去除输入信号相位偏差的算法(FEKF改进方法与叉积自动频率控制环算法方法)进行了比较，总结各自的优缺点。3．初步完成了DPLL、FEKF、CPAFC的FPGA设计实现和功能仿真。关键词：GPS高动态信号估计跟踪FPGA设计AbstractSatelliteNavigationandPo

3、sitioningisveryimportantinnationaldefencse，particully,itisquitesignificantindevelopingnewmethodsformissletrackmeasurement,missle—controlandnavigation．ThisthesismainlyresearchesonsatellitenavigationandpositioningtechniquesforhighdynamicflightingreceiverswithGPSasatypicalexam

4、ple．Basingons仉dyindepthoftheGPSsystem，basicstructureofitssignalandtheimpactofDopplereffect，thethesisanalyzesanddescribesthemaximumlikelihoodestimationalgorithm，extendedKalmanfilteralgorithm．cross．productautomaticfrequencycontrolloopalgorithm，digitalphase-lockedloopalgorithm

5、andfrequencyextendedKalmanfilteralgorithm，，moreover,somecomparisonsimulantionresultsofthecross—productautomaticfrequencycontrolloopalgorithmandfrequencyextendedKalmanfilteralgorithmiSgiven．Themainresearchcontentsofthethesisaleasfollows：1．BasedondeeplystudyofthehighdynamicGP

6、Ssignalestimationalgorithm，aMAn，ABsimulationanddesignofthetrackingofPcodearefinished．whichusesthecarrierassistanttechnologyandthedelay--lock··looptechnology．2．AnewtrackingmethodofloopfilterassistedFEKFisproposed．thedesignoftheloopfilteriSdiscussedindetail．andtheFEKFandimpro

7、vedFEKFmethodsaresimulatedwithM枷，AB：comparisionofthealgorithms(improvedFEKFmethodandcross-productautomaticfrequencycontrolloopmethod)fitswellastheiradvantagesanddisadvantagesarediscussed．3．FPGAdesignandfunctionalsimulationoftheDPLL．FEKF,CPAFCareinitiallycompleted．Keywords：G

8、PS，HighDynamic，SignalEstimation，Tracking，FPGADesign西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科