GPS软件接收机中信号跟踪与Matlab仿真【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）GPS软件接收机中信号跟踪与Matlab仿真摘要GPS全称为“GlobalPositioningSystem”，即全球定位系统，是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。随着GPS的升级和新的卫星导航系统的发展，相比较传统GPS接收机，GPS软件接收机具有的成本低、灵活性高等优点越来越突出。文中重点对GPS软件接收机的跟踪部分进行了研究，并在Matlab中进行了仿真。课题介绍了GPS信号包含的主要内容和GPS软件接收机的基本原理。主要任

2、务是熟悉GPS软件接收机中载波跟踪和码跟踪环路的要求和基本原理，研究GPS软件接收机中采用非相干延迟锁定环(DLL)的码跟踪环路和采用COSTAS环的载波跟踪环路工作原理，并利用捕获得到的初始码相位和频率实现信号的跟踪。通过理论分析结合实验方法，最后在Matlab环境下进行仿真实验，完成GPS软件接收机的码相位跟踪设计。课题中采用的C/A码长度为1023，C/A码码片周期为1us，选择的跟踪时间为T≤10us。关键词：GPS软件接收机；非相干延迟锁定环（DLL）；COSTAS环；C/A码AbstractGPS,sho

3、rtenfor“GlobalPositioningSystem”,isanewgenerationofsatellitenavigationandpositioningsystemresearchedanddevelopedmainlybyUnitedStatesDepartmentofDefense,whichcontainsinstantomnibearingthree-dimensionalnavigatingandpositioningofsea,landandsky.Withthedevelopmentof

4、GPSupgradingandnewsatellitenavigationsystememerging,GPSsoftwarereceiverhasprominentadvantagessuchaslowcost,highflexibilityandsooncomparingtothetraditionalGPSreceiver.ThisarticlefocusesonresearchingtrackingpartofGPSsoftwarereceiverandemulatinginMatlab.Thissubjec

5、tintroducesthemaincontentsofGPSsignalandthebasicprinciplesofGPSsoftwarereceiver.Themajortasksareasfollows:tofamiliartherequirementsandbasicprinciplesofcarriertrackingloopandcodetrackingloopintheGPSsoftwarereceiver;tostudytheworkingprinciplesofnon-coherentdelay-

6、lockloop’scodetrackingloopandCOSTASloop’scarriertrackingloop,andtorealizesignaltrackingthroughthecapturedphaseandfrequencyofinitialcode.Combiningtheoreticalanalysiswithempiricalapproach,itisfinallyperformingtheemulatingexperimentinMatlabenvironmentandfurtherfin

7、ishestheGPSsoftwarecodephasetrackingloopdesign.Inthesubject,thelengthofC/Acodeis1023,thechiploopcycleofC/Ais1us,andthetrackingtimeisT≤10us.KeyWords:GPSsoftwarereceiver;non-coherentdelay-lockloop;COSTASloop;C/Acode;目录1　引言12GPS信号构成和软件接收机工作原理22.1GPS信号的结构与内容22.1.1载

8、波信号22.1.2C/A码的生成原理32.1.3GPS导航电文52.2GPS软件接收机工作原理63GPS信号跟踪原理73.1载波跟踪原理73.1.1Costas载波跟踪环工作原理73.1.2Costas环鉴相器的选择93.2码相位跟踪原理103.3完整的跟踪环路114GPS软件接收机中信号跟踪的MATLAB仿真144.1Matlab仿真软件介绍