GNSS信号跟踪算法的研究与实现.pdf

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1、ClassifiedIndex：TN961UDC：621．3SecrecyRate：PubHcizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchandImplementationontheTrackingAlgorithmofGNSSSignalCandidate：Supervisor：AssoeiateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Sp

2、eciality：Employer：Dateof0ralExaminatiOU：YaoXiaoyunProf．SuiBingdongMasterofScienceinEngineeringMeasurementTechniquesandInstrumentationSchoolofInformationScience&EngineeringMay,2014河北科技大学学位论文原创性声明IIIIlllllllllUlllllIIIIIIIIY2534119本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所

3、取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：姚目眩2口f隼年罗月20B指导教师签名．：谚汗豸‘为荐训件岁月2。日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库

4、进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在—』年解密后适用本授权书。本学位论文属于嘛保密。(请在以上方框内打“寸，)学位论文作者签名：黼么指导教师签名：zdf争年岁月z口日709年乡月仞日摘要全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)具有多系统、多层面和多模式的优势，在民用和军事领域中都得到了广泛的应用，GNSS接收机的研究也受到越来越多的关注。接收机的主要目的是解调出导航电文并对其进行解算，而正确的跟踪GNSS信号是解调的关键，因此跟踪算法

5、的研究成为GNSS接收机中不可或缺的环节。该课题主要研究接收机中跟踪环路算法的实现与硬件设计，阐述了GNSS系统的组成，介绍了GPS信号的特性及GNSS接收机的基本结构，对GPS接收机中信号跟踪关键环节的基本原理作了重点分析，深入研究了跟踪环路中载波跟踪算法和码跟踪算法，对传统的跟踪环路中的鉴别器算法作了分析比较。针对传统跟踪算法中存在的频率误差大和调整时间长的问题，在分析了基于卡尔曼滤波算法的环路滤波器基础上，引入了应用卡尔曼滤波器的载波跟踪环路，在Ma廿ab环境下对GPS信号进行了仿真，并对跟踪误差进行了比较，在信噪比为

6、-20dBHz的数字中频信号的跟踪中，传统跟踪环路算法的误差均值为35Hz左右，而应用卡尔曼滤波算法的载波误差均值基本为零，跟踪达到稳定的时间减少了lOms。因此，和传统的载波跟踪算法相比，跟踪误差减小，跟踪时间缩短。在硬件设计上，采用了一种基于CORDIC算法的载波环路鉴别器，该CORDIC算法的鉴别器用简单的加减法和移位运算代替除法和乘法运算，节约了硬件逻辑资源，降低了成本，提高了工作效率。在分析CORDIC算法鉴别器的基础上，初步完成了GPS接收机基带处理单元中跟踪模块的FPGA设计和功能仿真。关键词GNSS；载波跟踪

7、；码跟踪；CORDIC算法；卡尔曼滤波；FPGA河北科技大学硕士学位论文IIAbstractGlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)hasbeenwidelyusedincivilianfieldandmilitaryfield，becauseofitsadvantagewhichincludemulti-system，multi·levelandmulti-mode．Therefore，GNSSreceiverhasattractedmoreandmoreattention．Themain

8、workofreceiverisdemodulatingandcalculatingnavigationdata,howeverthekeytodemodulationpreciseistrackingthesignalofGNSScorrectly．Thereforeresearchin