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《GPS接收机伪码测距原理及误差分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、万方数据第50卷第8期20lO年8月电讯技术TelecommunicationEn#neefingV01.50No.8Aug.2010文章编号:1001—893X(2010}08一0026—04GPS接收机伪码测距方法及误差分析书夏俊(成都天奥信息科技有限公司,成都611731)摘要:根据全球定位系统(GPs)的信号特点,介绍了GPS接收机利用Ll频段C/A码进行伪码测距的原理和方法,提出了一种简单、易行的位同步环设计方法,并与传统设计方案进行了对比。最后,对影响伪距测量值的因素进行了讨论,给出了误差计算的方法,分析了对测距精度的影
2、响。关键词:GPS接收机;伪码测距;位同步;电路设计;误差分析中图分类号:P228;V556文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1001—893x.2010.08.006PseudoCodeRangingMethodandPrecisionAnalysisofGPSReceiverXIAJun(ChengduSpaceonTechnologyCo.,Ltd,Chengdu611731,China)Abstract:AccordingtothesignalcharacteristicsofGPS(GlobalPosit
3、ioningSys胁),theprincipleandmethodofGPSreceiverpseudocoderangingbyusingC/AcodeatL1banda把introduced.Asimpleandeasymethodisproposedforbitsynchronizationloopandisc0枷删withtraditionalmethods.Finally,thefactorsinfluencingpseudocoding嘴mgvalue&rediscussed,elTorestimationmethodi
4、sgiven,andtheinfluenceon嘶r唔precisionisanalysed.Keywords:GPSreceiver;pseudocoderanging;bitsynchronization;circuitdesign;erroranalysis1引言全球定位系统(GPs)的不断完善使得GPS接收机在导航定位中得到了广泛的应用。要实现导航定位,必须获得卫星到接收机的距离。GPS通过测量信号从位置已知的发射源(卫星)发出至到达用户接收机所经历的时间,乘以信号的速度(光速),便得到从发射源到接收机的距离⋯1。GPS卫星
5、信号包含有数据码D(t)、测距码(C/A码和P码)和载波(Ll和L2)3种成分。C/A码是伪码,码的速率是1.023MHz,码长1023位,周期为1rng。C/A码具有很好的自相关性和很弱的互相关性,每一颗卫星有一种固定的C/A码。接收机可以利用码的自相关性和互相关性对不同的卫星信号进行接收。导航电文,即包含导航信息的数据码,是二进制编码文件按规定格式组成的数据帧,有严格的素收稿日期:2010—04—13;修回日期:2010—07—02·26·时间标记。根据GPS卫星信号的特点,利用伪随机码的相关技术测距,实现比较简单,被广泛采用。
6、本文阐述了GPS接收机伪码测距原理,介绍了测距方法,详细分析了伪码测距的误差。实际应用证明,本文提出的伪距测量方法相比传统方法更简单、便捷。2伪距的测量2.1伪距定义到卫星i的伪距(单位m)定义如下:Pi=c[TR(n)一7k(n)](1)式中,C=299792458m/s为光速,%(,1)表示与GPS接收机时钟第//,历元相对应的接收时刻(单位s);%(n)表示基于卫星i时钟的发射时刻(单位s)。万方数据第8期夏俊:GPS接收机伪码测距方法及误差分析总第261期在GPS中,GPS接收机接收卫星信号,经过处理,测得卫星信号由卫星到达
7、接收机的传播时延,从而获得GPS卫星到接收机的距离。在计算卫星信号由卫星到接收机的传播时延时,主要利用了伪随机码的相关接收技术,故称为伪码测距。将卫星到接收机的距离称为“伪距”是因为它是通过将信号传播速度乘以两个非同步时钟(卫星钟和接收机钟)之间的时间差而确定的距离。2.2测距原理伪码测距的基本原理是:利用一伪码延时锁相环路,使本地复制的伪码和接收到的伪码在码元上对齐,即在时间上对准,再将复制的伪码与本地的基准伪码进行比对,得到时间差,如图1所示㈦2。I=
8、=.国j翥网.网.滤波器H包络检波时闻测量仪堑堕燮矍P一,伪码k一本地基准产
9、生嚣ll时钟被测距离图1伪码测距原理示意图Fig.1Blockdiag瞄mofpseudocoderaring图1所示延时锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成,其中两条相关接收支路及相减电路构成了鉴相器,两条支路除了输入的跟踪伪
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