GNSS接收机的一种快速捕获方法研究.pdf

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1、第35卷第4期仪器仪表学报VoL35No．42014年4月ChineseJournalofScientificInstrumentApr．2014GNSS接收机的一种快速捕获方法研究木郑伦贵，尤政，张高飞，马林，赵书敏(清华大学精密仪器系北京100084)摘要：动态环境中GNSS接收机与GNSS卫星之间的高速径向相对运动导致GNSS信号产生多普勒频移，为适应信号多普勒频移的大范围变化尽快进入跟踪环节，接收机需快速捕获到载波多普勒频移和伪码相位并及时更新环路参数。针对传统捕获方法搜索时间长、捕获困难的问题，基于信号时频域特性提出

2、一种适用大范围多普勒频移、同时实现载波多普勒频率和码相位的快速捕获方法并进一步通过频域相角确定载波精确多普勒频率。仿真结果表明该方法捕获时间为传统捕获的8％o，载波域捕获法的36％，频率分辨率为1OHz。该方法运算量小、捕获时间短，在保持高检测概率情况下使捕获结果满足后续跟踪环路要求。关键词：GNSS接收机；多普勒频移；快速捕获；分辨率中图分类号：TN914．42文献标识码：A国家标准学科分类代码：590．35StudyonfastGNSSsignalacquisitioninGNSSreceiverZhengLungui，Y

3、ouZheng，ZhangGaofei，MaLin，ZhaoShumin(DepartmentofPrecisionm，nenf，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Inhighlydynamicenvironment，thehigh—speedradialrelativemotionbetweenGNSSreceiversandGNSSsat—ellitescausesDoppler~equencyshiftsoftheGNSSsignals．Inordertoad

4、aptthewiderangechangingoftheDopplerfrequencyshifts，theGNSSreceiversmustquicklyacquiretheDopplerfrequencyshiftandCAcodephase，andupdatetheloopparametersintime．Aimingattheproblemsoftraditionalacquisitionmethods，suchaslongsearchingtimeandacquisitiondifficulty，anewacquis

5、itionalgorithmisproposedbasedonthesignalcharacteristicsintimeand~equeneydomains，whichissuitableforwiderangechangingoftheDoppler~equencyshifts，andcanachievethefastacquisitionoftheDoppler~equencyshiftandCAcodephase；theproposedmethodcanachievethetwo—dimensionalandaccur

6、atecalculationofDopplerfrequencyfromthesignalphase．Theanalysisandsimulationresultshowsthattheacquisitiontimeis8％ofthatoftraditionalacquisitionmethodand36％ofthatofthecarrydomainacquisitionmethod；thefre—quencyresolutionis10Hz．Theproposedalgorithmhastheadvantagesofless

7、calculationandshortacquisitiontime，whichmeetsthetrackinglooprequirementofGNSSreceivers，whileretaininghighdetectionprobability．Keywords：GNSSreceiver；Doppler~equencyshift；fastacquisition；resolution当前信号多普勒频移和CA码相位。高动态环境下除了1引言信号强弱外。]，对捕获速度影响最大的是GNSS接收机与卫星之间高速径向相对运动产生的多普

8、勒频移。在没GNSS信号捕获是接收机实现信号跟踪和解调导航有外部先验信息条件下，接收机需在整个码相位及大范电文及精确定位的前提条件，为使本地复制信号与接收围多普勒频带内搜索自身相对于每颗卫星的多普勒频率信号的差异进入跟踪环路的牵入范围，接收机必须明确和码相位。致使接收机耗费很